Sploˇsna mikrobiologija - Student Info

Splošna mikrobiologijaBoštjan Müllerneonatus@udba.org¡24. maj 2000

Kazalo1 Kaj je mikrobiologija? 51.1 Zgodovina mikrobiologije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Svet mikrobov 72.1 Razdelitev mikrobov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Bakterije 93.1 Taksonomija bakterij . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.1 Nomenklatura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.2 Identifikacija neznane bakterije: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2.1 Morfologija: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2.2 Biokemijska preiskava: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2.3 Serološka preiskava: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2.4 Fagotipizacija: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1.2.5 Genetska klasifikacija: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2 Morfologija bakterij: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.1 Kroglaste bakterije - koki: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.2 Paličaste bakterije - bacili: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.3 Spirili in spirohete - svedrasti mikrobi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.4 Prokariontska celica: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.4.1 Bički ter resice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.4.2 Ovojnice: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2.4.2.1 Kapsula: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2.4.2.2 Bakterijska stena: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2.4.3 Citoplazemska opna: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2.4.3.1 Prenos snovi skozi membrane: . . . . . . . . . . . . . . 153.2.4.4 Sporulacija: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.2.4.4.1 Nastanek spore: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.2.4.4.2 Oblike spor: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3 Fiziologija bakterij . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3.1 Prehrana bakterij . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3.1.1 Rast bakterij . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.3.1.2 Metabolizem bakterij . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.3.1.3 Neobičajne bakterijske vrste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.3.2 Genetski elementi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.3.2.1 Replikacija DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.3.2.2 Hitrost replikacije DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.3.2.3 Rekombinacija DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Kazalo3.3.2.4 Transkripcija - prepis DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2.5 Translacija - prevod mRNA v proteine . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2.6 Mutacija DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2.7 Prenos dedne snovi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Virologija 254.1 Moderna virologija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.1 Zgradba virusov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.1.2 Kemična zgradba virusov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.1.3 Replikacija ali pomnoževanje virusov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 Protimikrobno zdravljenje - kemoterapija & zdravljenje z antibiotiki 315.1 Sulfonamidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2 Antibiotiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325.2.1 Antibiotiki, ki poškodujejo celično steno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325.2.1.1 Odpornost bakterij proti antibiotikom - občutljivost za antibiotike . 335.2.2 Antibiotiki, ki delujejo na sintezo beljakovin . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Dezinfekcija in sterilizacija 376.1 Dezinfekcija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376.2 Sterilizacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376.2.1 Črne koze ali variola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 Imunologija 417.1 Naravna humoralna obramba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447.1.1 Antivirusno delovanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497.2 Naravna celična obramba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497.2.1 Fagocitoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507.2.1.1 Adherenca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507.2.1.2 Mehanizmi za ubijanje mikrobov . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517.2.2 Imunska ali limfatična tkiva/Imunski ali limfatični organi . . . . . . . . . . . 537.2.2.1 Bezgavke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537.2.2.2 Razdelitev obrambnih mehanizmov . . . . . . . . . . . . . . . . . 547.3 Mehanizmi humoralne imunosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547.3.1 Antigeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547.3.1.1 Teorija prepovedanih klonov: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.3.2 Protitelesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.3.2.1 Teorije o nastanku protiteles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.2.2 Razdelitev protiteles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.2.3 Klonalni razvoj plazmatk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.3.3 Celična imunost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.3.3.1 Limfociti T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.3.3.2 T-citotoksične celice (TC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584

¢¢¢¢¢1 Kaj je mikrobiologija 1 ?To je znanost o živih bitjih, ki jih s prostim očesom ne vidimo. To so mikroorganizmi ali mikrobimed katere štejemo: bakterije, viruse, glivice, praživali, nekatere vrste alg, nekatere posebne oblikeživljenja, ki jih ni mogoče uvrstiti v nobeno od omenjenih skupin mikrobov, vede, ki se z njimiukvarjajo pa so bakteriologija 2 , virologija 3 , mikologija 4 , protozoologija 5 in fikologija 6 .1.1 Zgodovina mikrobiologijeMiazemska teorija (gr. miazma = strupena £ –¤ snov) Hipokrat; vdihovanje miazmov povzročiporušenje ravnovesja v 4 telesnih sokovih (kri, sluz, rumeni in črni žolč)Stari vek: pojavita se izraza ”animalia minuta” - male živali (M. Terentius Varo) ter ”semeniamorbum” - bolezenske klice (T. Lucretius Carus).Srednji vek: ni napredka na tem področjuRenesansa: razvoj novih ved (anatomija, nauk o kužnih boleznih, fiziologija), utemeljijo, da jekužnina živa snov, utemeljijo poejm nalezljivost (per contactum = z dotikom, per fomites = zkontaminiranimi predmeti, ad distans = na daljavo)17. stoletje - mikroskop1 gr. mikros = majhen ; bios = življenje ; logos = beseda, veda2 gr. bakteria = palica3 lat. virus = strup4 gr. mykes = gliva5 gr. protos = prvi, prvobiten ; zoon = žival6 gr. phykos = morska trava, alga5

1 Kaj je mikrobiologija?6

¢¢¢¢¢2 Svet mikrobovRazdelmo jih na:prokarionte 1evkarionte 22.1 Razdelitev mikrobovprokariontiMONERA; 3 bakterije, cianobakterije, arhebakterijePROTISTA; alge, protozojievkariontiFUNGI; preproste enocelične kvasovke, zapleteno sestavljene nitaste plesniposebna skupina mikrobovVIRUSI; DNA, RNA, živalski, rastlinski, bakterijski (bakteriofagi 4 ali fagociti)1 pro = pred ; gr. karion = oreh, lešnik, jedro2 gr. eu = dobro, pravo3 gnrus = enostaven4 gr. phagos = jedec, požeruh7

2 Svet mikrobov8

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3 Bakterije3.1 Taksonomija 1 bakterijTo je veda o razvrščanju bakterij. Razdelimo jo v tri med seboj povezane panoge:klasifikacija ali razvrščanje bakterij v ustrezne taksonomske enotenomenklatura 2 ali poimenovanjeidentifikacija ali ugotavljanje za katero bakterijo gre in v katero taksonomsko enoto sodi3.1.1 Nomenklatura:Prvo imenovanje se opravi po binarni nomenklaturi ( ”Ime vrste“ ”ime rodu“ = Staphylococus aureus),naslednje imenovanje skrajšano ( ”I“ ”ime rodu“ = S. aureus). Slovenjenje je dovoljeno tako vstrokovnih kot nestrokovnih delih.kraljestvo (REGNUM)oddelek (DIVISIO)razred (CLASSIS)red (ORDO)družina (FAMIGLIA)rod (GENUS)vrsta (SPECIES)podvrsta (SUBSPECIES)tip ali varsev1 gr. taxis = red, vrsta, razvrščanje ; nomos = zakonitost, pravilo2 lat. nomen = ime9

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3 Bakterije3.1.2 Identifikacija neznane bakterije:3.1.2.1 Morfologija:Zadošča za določitev bakterijskega rodu. Sem spadajo naslednje lastnosti:oblikapribližna velikostporazporeditev posameznih celic ob delitvioblika rasti na različnih gojiščihznačilnosti bakterijske kultureBakterijska kultura = bakterije + umetno gojiščeGlede na obarvanje ločimo:Gram + (pozitivne) bakterije (debel mureinski ovoj)Gram - (negativne) bakterije (tanek mureinski ovoj)3.1.2.2 Biokemijska preiskava:Ker vsem bakterijam samo z morfološko preiskavo ne moremo določiti vrste posegamo po biokemijskipreiskavi. Tu bakterije preiskujemo glede na sposobnost razgradnje določenih O.H, pregledujemo jihna navzolčnost določenih encimov, ter druginh snovi.3.1.2.3 Serološka preiskava:Specifična vezava antigen-protitelo nam pokaže specifičen antigen ali protitelo (odvisno od iskanega).3.1.2.4 Fagotipizacija:Z znanim fagom okužimo neznano bakterijo. Če jo fag uniči prepoznamo bakterijo - ugotovimo njenfagotip. S tem ugotovimo tip znotraj neke vrste.3.1.2.5 Genetska klasifikacija:Kriteriji za razvrščanje so:razmerje G:CDNA hibridizacijazgradba 16S rRNABakterije lahko razvrstimo po genotipu.Če celoten sistem živih bitij razdelimo po sorodnosti 16S rRNA dobimo tri domene:bacteriaarcheaeucarya10

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3.2 Morfologija bakterij:3.2 Morfologija bakterij:Je nauk o oblikah ali oblikoslovje bakterij. 3Ločimo tri osnovne oblike bakterij:okrogle - kokipaličaste - bacilisvedraste:- vibriji 4 ;- spirili 5 ; celica je čvrsta, neupogljiva, oblika je stalna, imajo biček- spirohete so elastične, upogljive, imajo poseben biček znotraj ovojnice - aksialni filament3.2.1 Kroglaste bakterije - koki:Ločimo različne rodove. Eden pomembnih kriterijev za njihovo razdelitev je razporeditev celic podelitvi:diplokoki; po delitvi ostanejo po dve celici skupajstreptokoki 6 ; po delitvi ostanejo nanizani v verižicistafilokoki 7 ; ostanejo v formaciji podobni grozomtetrade; ostanejo po 4 skupajsarcina; ostanejo po 8 kokov skupaj3.2.2 Paličaste bakterije - bacili:Ločimo razlčične oblike bacilov:kot vagon (kvadratasti - tetraeder) (B. anthracis)cigarete (valj)cigare (terminalno zaobljen valj)Pogosto so to drobcene paličice ali pa so povezane v verižicah - streptobacili.vibriji = vibrio (upognjene paličaste bakterije)3.2.3 Spirili in spirohete - svedrasti mikrobi:Glej poglavje 3.23 gr. morfe = oblika4 lat. vibrio = hitro se premikam5 lat. spira,ae = zavoj6 gr. streptos = ogrlica7 gr. stafile = grozd11

¢¢¢¢¢¢¢¢¢3 Bakterije3.2.4 Prokariontska celica:Glavni bakterijski DNA je shranjen v krožnem kromosomu. Delci dednine so shranjeni tudi v plazmidih.3.2.4.1 Bički ter resicePri resicah ločimo:fimbrijepileBičke ima polovica paličastih in vse svedraste bakterije. Spirili imajo navaden biček, spirohete panotranjega. Biček postavlja posebna snov - flagelin. Premikanje bička omogočijo protoni v okolici.Smer vrtenja pa pogojujejo snovi v okolici - atraktanti 8 , ti povzročijo vrtenje bička v smeri nasprotniurnemu kazalcu in bakterije privlačijo. Tem nasprotne snovi so repelenti 9 , ti povzročijo vrtenje bičkav smeri urnega kazalca in tako odmik od repelentne snovi. Različne bakterije imajo različno številobičkov:monotrihne 10 ; imajo le en bičekamfitrihne 11 ; bakterije, ki imajo na vsakem polu po en bičeklofotrihne 12 ; imajo šop bičkov na enem ali obeh koncihperitrihne 13 ; imajo bičke po celi površiniBiček bakterijo lahko poriva ali pa vleče. Gibljivost bakterij opazujemo na gojiščih (nativni preparat,poltrda gojišča). Glede na njihovo gibanje ločimo tudi oblike gojišč:rast H 14 ; to je rast, kjer se okrog kolonije pojavi rast na površini gojišča struktura podobna sapina steklu.rast D 15 ; to je rast, kjer okrog kolonije ni prejšnjega pojavaH in O antigeni se ločijo po vrsti bakterij. H antigeni so antigeni bičkov, O antigeni so antigeniovojnic.Bički niso nujno potrebni za preživetje bakterij. Gibanje je mogoče tudi brez bičkov - polzečegibanje - gliding (gliding bacteriae), ter trzajoče gibanje - teitching (twitching bacteriae), to je posledicagibanja resic. Poznamo tudi nepravo - Brownovo gibanje - molekularno gibanje.Ločimo dve vrsti resic:dolge8 gr. attraho = potegnem9 lat. repello = odbijam10 monos = eden, sam; trix = las11 amphis = obojen, dvojen12 gr. lophos = čop. šop13 gr. peri = okrog, okoli14 nem. hauch = dih15 nem. ohne = brez12

¢¢¢3.2 Morfologija bakterij:krajše / drobnejšeSestava obeh vrst resic je v bistvu enaka. Kemijsko so lektin (adhezini) - snov, ki se lepi 16 . Bakterije sto lastnostjo (adherenca) se pogosto zlepljajo med seboj. S pomočjo resic se pritrdijo na ciljne organe.Adherenca je lahko tudi dejavnik patogenosti.Daljše resice se imenujejo pili. Pile imenujemo tudi spolni pili.Njihovo sintezo kodirajo geni v F-plazmidu ( F-faktorju, tudi spolni faktor). F+ celice ta faktor imajo in jih imenujemo moške celice, F-celice faktorja nimajo, ter jih imenujemo ženske celice. Pili F+ celice poišče F- celico, ter jo pritegne.Sledi skrčenje pilusa in pritegnitev celic. Pride do nastanka citoplazemskega mostiča, na določenemmestu poči plazmid DNA in ena od obeh vijačnic odpotuje iz F+ v F-, nato se v obeh celicah začnetvoriti komplementarna DNA, posledica sta dve F+ celici, ki sta sposobni sinetizirati piluse.3.2.4.2 Ovojnice:So kompleksne. Poznamo:1. kapsulo 172. celično steno (lastna vsem bakterijam)3. citoplazemska opna/membrana3.2.4.2.1 Kapsula: Bakterije na površino izločajo polisaharide ali polipeptide, lahko tudi oboje(sluzavi, lepljivi polimeri) skupno ime je glikokaliks 18 . Če je glikokaliks oprijet je to kapsula, če pa jeohlapen je to sluzavi sloj - slime layer.Vzrok izločanja te snovi pri bakterijah še ni dognan, je pa znana škodljivost za organizem gostitelja,pri nekaterih bakterijah celo dejavnik patogenosti. Kapsula preprečuje fagocitozo, preprečivdor bakterijskih virusov, lahko preprečuje izsuševanje bakterije za določen čas, lahko je tudi strupena.Sluzast ovoj (Streptococus mutans - karies). Izloča veliko dekstranovih vlaken s katerimi sepripenja na zobno sklenino. Dekstran sintetizira naravnost iz dekstroze. Ob pomanjkanju hranljivihsnovi uporablja dekstran, ki g je izločil za energijsko zalogo.3.2.4.2.2 Bakterijska stena: Je čvrsta ovojnica, ki daje bakteriji obliko. Zadržuje ozmotskipritisk, ki ga ustvarjajo nakopičeni ioni v citoplazmi. Glede sestave je v živalskem svetu edinstvena,saj vsebuje murein - peptidoglikan. Snov je sestavljena iz zaporedij N-acetil glukozamina in N-acetilmuraminske kisline, ta zaporedja poeczujejo tetrapeptidi, pri nekaterih bakterijah še druge snovi.Če bi bakterije namesto po podobnosti delili po celični steni bi dobili:Gracilites 19 (Gram -) oddelek (divisio) (Eubacteria)Firmicutes 20 (Gram +) oddelek (divisio) (Eubacteria)16 lat. adhesio = pritrjevanje17 lat. capsula,ae = škatla18 lat. kalix = posoda, čaša19 lat. gracilis = tanek, nežen ; cutis = koža20 lat. firmis = čvrst13

¢¢¢¢¢¢¢3 BakterijeTenericutes 21 (brez ovojnice) oddelek (divisio) (Eubacteria)—————————Mendosicutes 22 (brez mureina) oddelek (divisio) (Archebacteria)Ad 3:So majhna skupina bakterij, ki jih imenujemo mikoplazme in so brez celične stene.Povezava med molekulami mureina je pri Gram+ močnejša kot pri Gram-, kjer so vezi bolj neurejene.Pomembna sestavina Gram+ bakterij je tudi lipoteiholitiˇcna kislina. Pri Gram+ je mureinskisloj večplasten in močno povezan, pri Gram- pa tanka in slabo povezana. Zunanja opna pri Grambakterijahšteje kot del celične stene.Sestava celične stene: osnova je fosfolipidni dvosloj, različni proteini in lipopolisaharidi. Prostormed fosfolipidnim dvoslojnikom in citoplazemsko opno imenujemo periplazemski prostor. V temprostoru se nahaja peptidoglikan murein in različni proteini, tudi encimi, ki sodelujejo pri metabolizmubakterije, zlasti pri transportu snovi. Za transport so odgovorni tudi transmembranski proteini -porini.Lipopolisaharid pri Gram- bakterijah ima dva glavna dela:lipid asladkorni delSladkorni del sestavljajo verige različnih oligosaharidov. Zunanja opna je pomembna kot zaščitabakterije, saj vsaj do neke mere brani bakterijo pred obrambnimi mehanizmi makrofagov - podobnokot kapsula, ne prepušča antibiotikov ali jih slabo prepušča. Predvsem je pomembna kot dejavnikpatogenosti, saj velika količina lipopolisaharidov deluje toksično 23 . Pri lipopolisaharidu je toksičenlipid a. Odgovoren je za hudo klinično sliko pri okužbi z nekaterimi bakterijami - povzroča visokotemperaturo, bolečine v sklepih in ¥¦¥¦¥ mišicah, Kadar se nakopiči dovolj tega strupa pride do endotoksinskega24 šoka.Sestava lipopolisaharida:- lipid a;fruktozaminglukozaminna prejšnja dva pripete maščobne kisline- polisaharidna sredica- specifične verige (polisaharidi 10-20) (antigen 0)Poimenovanje lipopolisaharidov:1. LPS = lipopolisaharidi2. endotoksin = lipid a21 lat. tener = nežen, mehak22 lat. mendosus = napačen, z napakami23 gr. tokson = lok ; toxikon = strup v katerega so stari grki namakali puščice24 gr. endon = znotraj14

¢¢¢¢¢¢¢3.2 Morfologija bakterij:3. antigen 0 = polisaharidni delZ serološkimi metodami lahko določimo podvrste in tipe Gram- bakterij, kar je zelo pomembno priepidemiologiji. Ime antigen 0 je dobil zaradi celične ovojnice.Večina bakterij ima celično steno. Tenericutes so majhen oddelek - skupina mikoplazem. Nastopajotudi v živalski patologiji. Njihova značilnost je, da nimajo celične stene. Bakterijski filtri jih nezadržijo, ker spreminjajo obliko. Imajo le s steroli ojačano citoplazemsko opno.V laboratoriju lahko bakterijam z encimom lizocimom razgradimo celično steno. Gram- bakterijetako postanejo stereoplasti -imajo še zunanjo opno, Gram+ bakterije pa protoplasti in postanejookrogle.(Za razlike med Gram+ in Gram- bakterijami si oglej tabelo 4 na strani 32 v scripta: J. JurcaSplošna mikrobiologija)3.2.4.3 Citoplazemska opna:Sestavlja jo fosfolipidni dvosloj, katerega glavna sestavina je fosfolipid. Ta ima hidrofilno glavo in2 hidrofobna repa. 50% citoplazemske opne pa sestavljajo proteini. Ti navadno delujejo kot encimi,transmembranski/integralni pa skrbijo za transport preko membrane. Struktura celične membrane seimenuje struktura tekoˇcega mozaika. Citoplazemska opna opravlja številne pomembne naloge:zagotavlja prenos e in p, sproščeno E pretvori v kemično enerijo za potrebe celicevsebuje nekatere encime potrebne pri sintezi in prenosu peptidoglikana, teiholične kisline innekaterih sestavin potrebnih za sestavo zunanje opne celične steneizloča ekstracelularne hidrolitične encime in zagotavlja porazdelitev jedrne snovi med celičnodelitvijoskrbi za transport/prenos skoraj vseh snovi iz/v celico3.2.4.3.1 Prenos snovi skozi membrane:Ta je lahko:1. Aktiven2. PasivenAd 1.)Tu se porablja energija v obliki ATP in pride v poštev takrat, ko celica povečuje koncentracijedoločenih snovi v svoji citoplazmi. Zelo pomembni so membranski proteini, ki ta prehod omogočajo.Te delimo na:uniportne; prenašajo le v eno smersimportni; v eno smer prenašajo dve snoviantiportni; prenašajo dve snovi v različnih smereh15

¢¢¢¢¢3 BakterijeAd 2.)To je difuzija ali pretok. Gre za pospešeno ali olajšano difuzijo z encimi, osmozo. Velike molekuleostanejo zunaj, manjše pa enostavno prehajajo skozi opno. Važno je, da so molekule majhne in topnev lipidnem delu membran.Poseben način transporta je grupna translokacija. Bistvo tega procesa je kemijska spremembasnovi med transporti, ki povzroči, da snov ne more več ven.3.2.4.4 Sporulacija:Posebne oblike, ki nastajajo pri sporulaciji se imenujejo endospore. Odporne so proti izsuševanju, T,razkužilom, Ab, žarčenju, imajo dolgo življenjsko dobo. Tega sta sposobna le dva patogena rodova:1. Bacillus2. Clostridium 25Ad. 1.)BacillusAd. 2.)Sem spadajo zelo nevarne bakterije: Clostridium Tetanii - raste brez kisika in izloča zelo hudstrup, Boulinus 26 (najhujši naravni strup).3.2.4.4.1 Nastanek spore:običajna celicapo spremembi okolja na slabše se začne preobrazbaprestrukturiranje DNA - večina se preseli na en konec citoplatme in citoplatzma se z večjimdelom DNA oddeli od ostale citoplazme - predspora (celična opna + dvojni sloj mureinskecelične stene)nastanek skorje ali korteksa (debela ovojnica v katero se nalagajo proteini, predvsem pa jepomembna snov kalcijev dipiholinat - kalcijeva sol dipiholinske kislinehidrolitični encimi načno nepotreben ostanek prostale celice in prodro ovojnico, skozi kateroprodre zrela spora.3.2.4.4.2 Oblike spor: Glej scripta J. Jurca Splošna mikrobiologija str. 36.3.3 Fiziologija bakterij3.3.1 Prehrana bakterijBakterije morajo dobiti hranilne snovi v obliki, ki jim je dostopna - se lahko prenaša preko polpropustnecelične opne. Bakterija hrano prebavi tako, da zapletene velike bakterije najprej razgradi,25 gr. kloster = vreteno pri tkanju26 lat. botulus = klobasa16

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢§3.3 Fiziologija bakterijmanjše enostavne pa vsrka. V ta namen izloča encime - t.i. eksoencime (celulaze, amilaze, proteaze,lipaze, nukleaze, ...). Pri patogenih bakterijah so trije pomembnejši encimi:haluronidaza (pomaga pri razgradni tkiv)streptokinazakoagulazaGradniki, ki jih bakterije uporabljajo:a) Viri ogljika:Zagotavljajo energijo za oksidacijo in strukturne elemente celične stene, to so praktičnovse snovi, ki vsebujejo ogljik.b) Viri dušika:Zagotavljajo dušik za Ak., n.k., koencime. N§ iz zraka, NO¨© , NH , N iz organskih snovi.c) Anorganski ioni:Nujni kofaktorji za encime, zaloga energije. To Mg§ so Mn§¦ , Fe§¦ , PO Na , K ,d) Esencialni metaboliti:Snovi, ki jih metabolizem ne sintetizira sam. To so vitamini, Ak, purini, pirimidini.Prehrana kjer organisem snovi razgradi izven celice se imenuje holofitna prebava (rastline), za razlikood kolozoiˇcne prebave, ki je lastna višjim živim bitjem.Glede na možnost sinteze surovin za svoj razvoj ločimo bakterije na:prototrofne bakterije: kar potrebujejo sintetizirajo sameavksotrofne bakterije: predvsem patogene bakterije, potrebujejo že narejene snoviAvksotrofi != avtotrofi, ker avtotrofi za življenje ne potrebujejo organskih snovi. Heterotrofne bakterijese lahko hranijo z odmrlimi organskimi snovmi - saprofiti.Vrste življenjskih stilov bakterij glede na odnose z drugimi bitji:simbioza = sožitje; ozka povezava s potrebami po hrani, zaščiti, druge oblike pomočimutualizem 27 = simbioza dveh populacij organizmov, ki koristi obemakomenzalizem 28 = priskledništvo; korist ima le ena stran, medtem, ko druga ne trpi škodesinergizem 29 = sodelovanje dveh skupinparazitizem 30 = ena žival ima škodo (gostitelj), druga korist (parazit)Bakterije za svoje delovanje potrebujejo primerno okolje, pH mora biti 7 ali rahlo alkalen - 7.4, pri 8uspevajo redke bakterije. Nekatere bolje uspevajo v kislem okolju pH = 6, redke pa v zelo nizkem pH= 4.T je drug pomembnejši dejavnik okolja. Ločimo:27 ang. mutual = vzajemen, skupen28 lat. comensalis = tovariš pri mizi29 lat. synergia = sodelovanje30 gr. parasitos = zajedalec17

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3 Bakterijemezofilne bakterije; T [20 C, 40 C]; sem sodijo vse patogene bakterije, ki uspevajo v glavnemod sobne pa do telesne T, preživijo tudi pri nizkih T in prenesejo zmrzovanje ter odmrzovanje.psihrofilne 31 bakterije; T [0 C, 20 C]termofilne bakterije; T [40 C, 90 C]Bakterije razdelimo tudi glede na potrebe po kisku:1. aerobne bakterije2. anaerobne bakterijeAd. 1.)Te vežejo kisik iz zraka.Ad. 2.)ločimo:obligatorne (atmosferski kisik jih ubija)mikroaerofilne (uspevajo pri znižanem tlaku O§ )fakultativne (so med obligatornimi anaerobi in obligatornimi aerobi, izkoriščati moraoj prost alivezan kisik, rastejo pa lahko aerobno ali anaerobno)aerotolerantne (nimajo oksidativne presnove, vendar jih prisotnost kisika ne moti)3.3.1.1 Rast bakterijRastejo z binarno delitvijo, zato je rast eksponentna. Čas v katerem se celica razdeli na dvoje imenujemogeneracijski ˇcas. Pri večini patogenih bakterij je generacijski čas 1 ura.Faze rasti bakerij pri presajanju na gojia so:lag 32 faza = faza prilagajanja; v tej fazi se bakterije ne dele, temve se prilagodijo na novo okolje,njihova presnova aktivno teče.logaritemska faza; bakterije se začno burno razmnoževatistacionarna faza (obdobje mirovanja); porabijo se hranilne snovi in razmnoževanje jenja, pridoločenih vrstah se pričmop ustvarjati spore - involucojske 33 oblikefaza odmiranja; razmnoževanje se popolnoma zaustavi in odmiranje ga prehiti. Ta faza lahkotraja tudi več mesecevNatančneje v scripta: J. Jurca; Splošna Mikrobiologija3.3.1.2 Metabolizem bakterijGlej skripta: J. Jurca; Splošna Mikrobiologija (str 43-49)31 gr. psychros = mrzel32 ang. to lag = zaostajati33 lat. involutio = zaostajanje18

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3.3 Fiziologija bakterij3.3.1.3 Neobičajne bakterijske vrsteGlej skripta: J. Jurca; Splošna Mikrobiologija (str 49)3.3.2 Genetski elementi:kromosomplazmidvirustranspozon3.3.2.1 Replikacija DNAkomplementarno parjenje bazdvojna vijačnica ze razpre - na 3’ koncu mora biti prosta OH skupina - polimeraza DNA dodajanukleotide na oligonukleotidne začetnike sinteze (primer) - pri replikaciji encim primazasintetizira kratke segmente RNAPri replikaciji E. coli sodelujejo sledeči encimi:topoizomerazehelikazeprimazapolimeraza DNA IIIpolimeraza DNA Iligaza DNA3.3.2.2 Hitrost replikacije DNAE. coli potrebuje 40 min., da se podvoji in nato še 20 minut, da se podvoji celica se pravi skupaj 60min. Začetek replikacije je odvisen od stopnje rasti. Polimerizacija nukleotidov - 50.000/minuto.3.3.2.3 Rekombinacija DNAPoznamo dve osnovni rekombinaciji:a) Homologna rekombinacija: pride do spremembe položaja obstoječih genov (spreminjanje lastnostizaradi zamenjave genov - novi serotipi - spremenjene imunogene lastnosti)b) Heterologna rekombinacija: pride do vnašanja novih genov v replikon (generalizirana replikacija- tu pride katerikoli delec DNA, mestno specifična - tako se vgrajujejo virusi, transpozicijskarekombinacija - nosilci virulence, rezistence na antibiotike)c) Izmenjava bakterijske DNA19

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢3 Bakterije3.3.2.4 Transkripcija - prepis DNAEncim RNA polimeraza ( )Operoni; skupina genov, ki jih regulira skupni promotor, geni kodirajo policistronsko mRNA,pri prepisu RNA v polipeptide nastane z eno molekulo RNA več peptidov.Nekateri antibiotiki delujejo na polimerazo RNA (rifamicini, streptovaricini, streptoglidin, amanitin),preprečujejo polimerizacijo RNA molekule.3.3.2.5 Translacija - prevod mRNA v proteineiniciacijapodaljševanjeterminacija(Glej scripta str. 58)Sporočila so pogosto policistronska. Pri bakterijah poteka prepisovanje in prevajanje v istem oddelku,ni modifikacij RNA, ki so potrebne za prehajanje skozi membrano, že med prepisovanjem RNAna isti molekuli poteka prevajanje mRNA v aminokisline in spreminjanje v peptide.Ribosomi v bakterijah so drugačni kot v evkariontskih - odlična tarča za antibiotike. Nekateriantibiotiki inhibirajo sintezo proteinov, ker delujejo na ribosome:streptomicin; preprečuje iniciacijo prepisovanjapuromicin; zavira podaljševanjekloramfenikol; - -cikloheksimid; - -tetraciklin; - -3.3.2.6 Mutacija DNATo je sprememba v zaporedju nukleotidov. Pomembne so predvsem zaradi nastajanja novih serotipov,saj tako protitelesa lahko ne delujejo več na te bakterije.Oblike mutacij so:delecijainsercijazamenjava (tranzicija, transverzija)Povzročitelji mutacij so:napake med replikacijo (1/10 - 10 )20

¢¢¢¢¢¢¢¢3.3 Fiziologija bakterijUV svetlobakemični mutageni (guanidin - guanin se kemično spremeni in nato se namesto C na G veže T;etidijev bromid, nekatera antivirusna zdravila)Posledice:tiha mutacija (če se zamenja tretji nukleotid v tripletu)točkovna mutacijanonsense mutacijapremaknjen bralni okvir (prezgodaj se pojavi stop kodon, dobimo le delček proteina)pogojno letalna mutacijaletalna 34 mutacijaManifestacija: smrt celice, odpornost na antibiotike, izguba virulence.3.3.2.7 Prenos dedne snoviPri bakterijah je genom načeloma stalen, stabilen. Ti dve lastnosti sta zahtevi dednostne teorije znamenom ohranitve vrste. Na drugi strani so spremembe genoma. Biološki cilj je izboljšanje vrste,razvoj vrste, pridobitev novih lastnosti, ki so vrsti koristne. Dedna zasnova se lahko spreminja na dvaosnovna načina:1. Z mutacijo:Te so osnova evolucije - mutacije + selekcija. Narava uravnava količino in pogostnost mutacij, terdoloča katere ostanejo in katere popravi. Ostajajo učinkoviti popravljalni mehanizmi, ki spremembepopravljajo.2. S prenosom dednega materiala:S spolnim razmnoževanjem je dana velika možnost za različno razvrščanje lastnosti, za selekcijolastnosti, za izboljšanje vrste, za nastanek novih vrst. Bakterije ne poznajo spolnega razmnoževanja,obstajajo pa določeni mehanizmi, ki jih nekako lahko imenujemo paraseksualne. Pri bakterijah moškain ženska celica nista enakovredni, kot pri višjih organizmih, saj ne dajeta enakovrednih delov dednine.Ker ni enakovrednosti je tudi poimenovanje drugačno - pri bakterijah poznamo moško celico- ”donor”, celica, ki sprejema dedno snov je sprejemnik - ”recipient”. Dedni material, ki preide izdonorske v recepientsko celico je zelo majhen v primerjavi z DNA recipienta. Delček donorjeve DNApotuje v recipientsko celico, kjer se rekombinira.Poznamo tri osnovne mehanizme prenosa dedne snovi:1. Transformacija 352. Transdukcija 363. Konjugacija 3734 lat. laeto = usmrtim35 ang. transformation = pretvorba36 ang. transduction = vodenje preko37 ang. conjugation = združitev21

¢¢¢¢¢¢3 BakterijeLeta 1928 prvič dokažejo, da se dedne informacije prenašajo z DNA (Preizkus s pnevmokoki - Griffith).Ad. 1.)To je način prenosa dednega materiala, ki je najmanj pogost v naravi. Mnenje je, da se dogajapredvsem tam, kjer je velika količina bakterij na enem mestu (črevesje). Le redke vrste so primerne zatransformacijo - tiste, ki sintetizirajo poseben peptid dejavnik kompetence. Donorska DNA je v okoljucelice recipienta, fragmenti se najprej rahlo, nato pa zelo čvrsto vežejo z celico recipienta nato pridedo ”fragmentacije” delca. Vstopa le ena vijačnica donorske DNA, druga pa ostane zunaj in razpade.Ta, ki vstopi je v nevarnosti pred encimi znotraj celice, zato jo zaščitijo posebni proteini. Potrebnoje, da se donorska DNA čimprej vkluiči v recipientski kromosom - delček kromosoma se izreže in nanjegovo mesto vstopi donorska DNA. Pri rekombinaciji pomagajo REC (Rekombinantni Aproteini).Ta del nosi tuje lastnosti. Da to uspe, morata donor in recipient biti v zelo ozkem sorodstvu. V naravije ta postopek pogostejši pri Gramm+ kot pri Gramm- bakterijah (lahko pa postopek pri Grammbakterijahopravimo v laboratoriju).Ad. 2.)To je mehanizem pri katerem virus prenese del bakterijskega genoma iz ene celice v drugo.Poznamo dva tipa transdukcije:generalizirana ali splošna transdukcija; kjer bakteriofag prenaša iz celice v celico katerikioliodsek genoma napadene celice.specialna ali posebna transdukcija; tudi omejena transdukcija, kjer določen fag prenaša vednodoločene gene.Oba mehanizma sta povezana z naravo virusa, ki napada, z njegovimi lastnostmi ali z njegovim krogomrazmnoževanja. Pri napadu bakteriofaga na bakterijo navadno ločimo:(T4 na E. coli)prosti fag (ločimo virusno glavo, vrat, rep, posebne dlačice za pritrditev)bakterija se ”veže” na fag-specifičen receptor na bakterijitesen stikskrčenje repa in vbrizganje DNA v bakterijoVirusna NK v trenutku prevzame ves nadzor napadene celice in začne po svoje urejati metabolizemnapadene celice. Eden prvih ukrepov je, da razbije bakterijski kromosom. Prepove sintezo bakterijskihsnovi, uporabi material, ki je v bakterijski celici, da razmnoži lastno NK. Ko se razmnoži dodoločene stopnje preide napad v naslednjo fazo - sintetizirajo se fagove beljakovine, poleg tega se ševedno sintetizira fagova NK in še drugi virusni delci. Pri tem se uporabljajo snovi iz napadene celice,uporablja se poglavitni mehanizem - za sintezo beljakovin, izrablja se celična energija. Na koncuvirus ukaže celici sintezo encima lizocina, ki napade celično steno, ter jo razbije - liza celice. To jelitiˇcni krog razmnoževanja faga v celici. Ta je posledica napada hudo virulentnega virusa. Nato se zsproščenimi fagi virus ponovi. Vsi virusi niso tako virulentni - so umirjeni ali temperirani, ti imajo t.i.lizogeni razvojni krog. Pri tem krogu lahko pride do lize celice, ni pa to nujno. Pri lizogenem krogu sefagova DNA navadno vključi v bakterijski kromosom - se integrira. Sintetizira se posebna beljakovinarepresor, katerega kodira cI regija fagove DNA, ki zavre osnovne vegetativne funkcije faga. Fag, ki jeintegriral v bakterijski kromosom se imenuje profag. Celica, ki nosi tag fag je lizogena celica. Fag se22

3.3 Fiziologija bakterijtorej ne razmnožuje, temveč se le podvojuje s kromosomom. V naravi imajo bakterije zelo pogostointegriran bakteriofag. V takem stanju gre za neke vrste sožitje, saj bakteriofag lahko z svojo DNAprenaša lastnosti, ki so za bakterije pomembne.Tako kot se fag integrira se lahko tudi izreže - ekscizija. Generalizirana transdukcija nastopi vlitičnih krogih razmnoževanja. Včasih pri vstopu novo sintetizirane virusne NK v glavico pride do napakein se namesto fagove NK vgradi v glavico bakterijska razbita NK. Tako ta fag prenese pri okužbinove bakterije bakterijsko NK namesto virusne. Ta delec ni več virulenten, vendar še lahko napade inizbrizga NK, ker so mehanizmi prilepljanja in izbrizganja NK vezani na beljakovine fagovega partiklane na NK. Če je bakterijska DNA, ki jo fag izbrizga dovolj komplementarna gostiteljičini DNA, lahkopride do rekombinacije. Izreže se del gostiteljičine DNA in se vgradi odsek fagove-bakterijske DNAin bakterija tako lahko pridobi nove lastnosti.Za obrambo bakterije proti antibiotikom skrbi zapis bakterijskega genoma, ki navadno leži naplazmidu. Če tak plazmid zajame fag in ga prenese v bakteijo, ki tega plazmida ni imela ta postanena določen antibiotik odporna. Tako se dosti hitreje prenaša odpornost znotraj bakterijske populacijev določeni regiji, kot če bi čakali na mutacije.Staphilococus aureus je eden zelo pomembnih povzročiteljev mastitisa pri kravah. Pri specialnitransdukciji fag zajame natančno določen delec. Fag lambda: linearni fag vdre v celico in iz njegase oblikuje krožen fag. Ta krožna oblika je potrebna zaradi integracije v kromosom. Bakterijskikromosom na točno določenem mestu poči in naredi prostor za fagovo NK. Fag se nato integrera vkromosom. Ta fag se vnese v lokus med galaktoznim in biotinskim operonom. V celici živi dalje inse podvojuje z bakterijskim kromosomom. V določenih razmerah pride do ekscizije faga in dobimozopet samostojen fagov partikel, podobno kot plazmid. Zelo redko se pri tem izrezu naredi napaka.Izreže se del galaktoznega operona in v kromosomu ostane del fagove nukleinske kisline. Tag fag jedefektiven - saj bo prenesel v sosednjo bakterijo gene za razgradnjo galaktoze (bakterijo, ki do sedajmorda ni imela teh lastnosti) dobi te lastnosti ob infekciji s fagom.Specialna transdukcija se imenuje, ker se fag vključuje vedno na istem lokusu in prenaša vednoiste gene.Ad. 3.)Konjugacija je zelo pomemben mehanizem pri prenosu dednega materiala pri bakterijah, predvsempri gram- bakterijah, pri gram+ pa je redka. Mehanizmi niso povsem jasni. Pri konjugacijiločimo moške F+ celice, ki nosijo t.i. F-faktor (F-plazmid). Na F-plazmidu kodirajo sintezo spolnihpilusov. Pilus na F+ celici pritegne F- celico brez pilusa in naredi se mostiček med njima, počiena vijačnica plazmida in potuje iz F+ v F- celco po mehanizmu pro-link. Posledica je, da F- celicapridobi plazmid in postane F+ celica. Do razlike pride, ko se plazmid vgradi v kromosom na načinpodoben vgradnji temperiranega faga v kromosom. V določenem trenutku F+ plazmid poči in začneprodor v sosednjo celico. F+ plazmid za seboj vleče kromosomsko vijačnico v sosednjo F- celico. Stem, ko prenaša kromosom iz celce v celico prenaša tudi lastnosti iz celice v celico. Če so razmereugodne lahko F+ plazmid iz celice v celico med konjugacijo povleče ves kromosom (trajanje cca. 100min.). Ta pojav izkoriščamo v laboratoriju pri izdelavi t.i. genskih map (točno vemo kateri geni obkaterem času potujejo). Celica, ki ima vgrajen F+ faktor se imenuje Hfr celica, kar je zelo redekpojav. F+ faktor se zelo redko vključuje, ko pa se vključi pa zelo pogosto prenese svoj kromosom inkromosom bakterijske celice - High frequency of recombination. Dokazano je da je konjugacija lahkonajpomembnejši mehanizem za prenos dednega materiala iz bakterije v bakterijo. Tako se pogostoprenaša tudi multipla rezistenca - odpornost proti več antibiotikom hkrati.23

3 Bakterije24

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢4 Virologija4.1 Moderna virologijaZnačilno, da virus vedno raziskujemo z gostiteljem in njegove reakcije. Virusi so večinoma vrstnospecifični. Ločimo:bakterijski (bakteriofagi ali fagociti)bakterijske viruse - bakteriofageviruse ljudi in živalirastlinski virusiVirus; majhen, obvezno intracelularni parazit, kise razmnožuje le v živih, zanj občutljivih celicah.Od drugih mikroorganizmov se razlikujejo po tem, da virion sestavljata:centralno ležeča N.K.beljakovinski plašč ali kapsidaViruse ločimo tudi glede na njihovo N.K.:RNA virusiDNA virusiZa viruse je značilno, da nimajo lastne metabolične aktivnosti, niso neodvisni pri rasti in razmnoževanju.Nimajo:ribosomovtransportne RNAencimov za sintezo NK in beljakovinVirusni genom; spremeni oz blokira metabolizem gostiteljeve celice, tako da ta začne sintetizirativirusu lastne snovi, ter jih združevati v sestavine za novo generacijo virusnih delčkov.Virusi se ne delijo, temveč se replicirajo z podvojitvijo genoma NK.So metabolično inertni - neobčutljivi za antibiotike in snovi, ki delujejo na metabolizem.Večina virusov je občutljiva na interferon. Poznamo tri vrste interferona:25

¢¢¢¢¢¢¢¢¢§4 Virologija¢Interferon tvorijo celice aktivirane od virusa, kot zaščito pred okužbo drugih celic.Nekateri virusi so sposobni latentne infekcije - virusna dednina se infiltrira v celično DNA in tamostane nedoločeno dolgo. Taki virusi so npr. herpes virusi, kjer lahko po akutni okužbi pride do latentneoblike virusa in ob določenih pogojih kot npr. stres zopet izbruhnejo - se aktivirajo.Viruse delimo na:RNA:- enovijačne:+ naboj- naboj- dvovijačneDNA:- enovijačne- dvovijačne- z ovojnico- brez ovojnicePri RNA enovijačnih z + nabojem je že sama NK kužna - ne potrebuje ovoja in sozelo kužni.4.1.1 Zgradba virusovbeljakovinski plašč ali kapsida, ki je sestavljen iz podenot ali kapsomer, ki je z NK povezan zt.i. nukleokapsido.nekateri virusi imajo še zunanjo ovojnico iz lipidov in glikoproteinovnekateri imajo polžasto kapsidovirusi, ki so kubično simetrični so ikozaedri - sestavljeni iz 20 enakostraničnih trikotnikovvirusi helikalne oblike se kapsomere naložijo okrog NK spiralno, kot luske pri storžuTobačni mozaični virus je sestavljen iz 2130 identičnih kapsomer. Pri najmanjših virusih so tri kapsomereza eno ploskev (skupaj 60 enot), naslednja velikost je nato 180 na vseh ploskvah, sledi 240,formula je 10(N-1) .Adeno virusi so sestavljeni iz 262 ploskev, herpes virusi le iz 62, § Najenostavnejši virusi so¥¦¥¦¥ssRNA (single stranded RNA).Po obliki viruse ločimo po tem ali imajo ovojnico, kakšna je oblika strukture.Poxviridae so največji in kompleksno sestavljeni virusi, oblika je lahko opekasta (virus črnih koz).Diagnostika je v laboratoriju usmerjena le v eni smeri, zaradi prevelikega števila virusov in potekana anamnezi, ter klinični sliki.26

¢¢4.1 Moderna virologija4.1.2 Kemična zgradba virusovImajo ovojnico iz lipidov, OH, NK. Razmerje med proteini in NK je lahko pri posamznih virusih zelorazlično - pri bakteriofagih so beljakovine lahko 40% suhe snovi v celici, virus vakcinije (pox virus)ima 94% suhe snovi.Sama NK je lahko vedno le ena. + nabiti RNA virusi pa so edini primer RNA, kjer je RNA nosilecdedne informacije. Virusni genomi so večinoma v haploidni obliki, izjema je genom retrovirusov, kjerso v diploidni obliki. Lahko so enovijačni, dvovijačni. Proteini iz katerih so virusi sestavljeni se lahkoločijo v dve skupini:strukturni proteini (sestavni del viriona)nestrukturni proteini (potrebni v fazi razvoja oz. replikacijskega ciklusa in nato so izločeni)Maščobe lahko tvorijo od 30-35% suhe teže virusne ovojnice in te lipidi izvirajo iz celične stenegostitelja.OH kot komponenta glikoproteinov in jih običajno najdemo v posebnih podaljških.4.1.3 Replikacija ali pomnoževanje virusov1. adsorbcija - pritrjevanje virusa na celico2. penetracija - prodiranje virusa v občutljivo celico3. slačenje virusa4. transkripcija - prepisovanje zgodnje mRNA5. translacija - interpretacija zgodnjih proteinov6. replikacija - pomnoževanje virusne DNA7. transkripcija - prepisovanje pozne mRNA8. translacija - interpretacija poznih proteinov9. sestavljanje virionov10. sproščanje virionovStopnja 1 lahko poteče le, če ima celica ustrezen receptor kamor se veže.Stopnja 2 poteče z invaginacijo celične stene.Zgodnji proteini so pomembni za samo pomnoževanje NK in ekspresije genov.Nekateri virusi se razmnožujejo v jedru, drugi v citoplazmi, odvisno od vrste NK, ter funkcije kijo opravlja.Ad. 1.)Sam proces je odvisen od večih faktorjev. Sami virusi in celice imajo - naboj pri pH od 7-7,5 intu se eden od drugega odbijajo, če nebi bilo receptorjev do vezave sploh nebi prišlo. Receptorji sopomembni za vezavo virusa, in to omogočajo specifični virusni glikoproteini, ki so lahko zelo različni;27

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢4 Virologijaintegrini, IgA, CD4T-celični markerji (limfociti), nevraminska kislina, acetilholinski receptor.Viruse ločimo tudi na take, ki okužujejo eno vrsto živali in take, ki okužijo lahko več vrst (steklina,aujetszkijeve bolezni).Za vnos virusa v celico je pomembna tudi permisivnost/prehodnost celice za virus.Celice, kjer virus vstopi, ne pride pa do razmnoževanja so dovzetne, niso pa permisivne.Geni v virusnem genomu morajo vsebovati informacije za vsaj tri funkcije:proteini za samoreplikacijosestavljanje genoma v virusni delec ali virionfunkcija spremembe strukture/delovanja celiceVirusi imajo različno strategijo napada celice in razmnoževanja v njej. V primeru papova virusovgostiteljski encimi pomagajo virusu pri replikaciji genoma. Pri picorna, reo, herpes virusih pa samivirusni proteini pomnožujejo virusni genom.Virusi privedejo do:celične smrtifunkcijskih spremembantigenska reakcijaPri okuženih celicah se spremenijo antigenske lastnosti celice; na površini imajo celice 4 vrste receptorjev,vsak virus pa lahko doseže, da se določeni virusni antigeni izrazijo na površini celice.V določeni fazi razmnoževanja se pojavi tudi t.i. faza eklipse. Ta se pojavi med fazo penetracijein fazo slačenja. V tej fazi virus navidezno izgine. V tej fazi se virus pritaji, vendar je v resnici žeslečen in pride do ekspresije prvih genov.Virus se začne razmnoževati v t.i. fazi maturacije. Tu poteka eksponentno naraščanje količinevirusov. Pri nekaterih pride nato že po nekaj urah do razpada celice, pri drugih pa lahko tudi dlje.Sama infekcija lahko zavzame 4 faze:produktivna fazarestriktivna fazaabortivna fazalatentna fazaPrva poteka v celiceh brez zastojev.Tretja se lahko pojavi iz dveh razlogov, ali celice niso dovzetne za infekcijo, lahko pa so celicedostopne, vendar okužene z defektnim virusom, ki nima celotnega kompleta genoma.Za četrto je značilno, da perzistira le genom. Če je žival zaradi stresov v slabši formi, se latentnainfekcija lahko preobrne zopet v aktivno fazo.28

¢¢¢¢¢4.1 Moderna virologijaMožna je tudi perzistenca virusa, pri tem se del virusnega genoma veže na celično DNA, ki vdoločenih pogojih lahko privede celo v malignost.Določeni virusi imajo na svoji površini podaljške imenovane peplomeri, ki so glikoproteini, ki sorazprostrti po celotni površini virusa in se tako lahko vežejo na celice. To so protireceptorji celičnimreceptorjem. Virus ima lahko več protireceptorjev ali pa imajo na istem protireceptorju več reaktivnihdomen.Pri infekciji morata biti tudi primeren pH in T. Za vezavo protireceptorja z receptorjem je potrebnatudi določena energija. Pri vezavi pride do ireverzibilnih sprememb na celičnem receptorju. Nekaterivirusi imajo na protireceptorjih encime (nevraminidaza), ta pri vezavi z določenim celičnim receptorjemle-tega poškoduje, virusni pa ostane nepoškodovan. Po določenem času pride do popustitvi te veziin virus ostane aktiven, celica pa je okvarjena. Nevraminidaza ima hemaglutinacijsko aktivnost - naselahko veže eritrocite. Vsaka vrsta influence značilno okvari eritrocite - kar je pomembno pri tipizacijivirusa. S tem lahko z eritrociti, ki imajo točno določen receptor okvarjen ugotovimo tip virusa.Ad. 2.)Virusi lahko v celico vstopajo na najmanj tri načine:z invaginacijo - po pritrditvi virusa se vgrezne celična stena, ki se z lizosomom združi v fagolizosompenetracija z translokacijo - celoten virus se prenese preko citoplazmeske membrane fuzija scelično membrano - s fuzijskim glikoproteinovAd. 3.)Virus se mora vsaj delno odpreti, da pride lahko do prepisa zgodnjih genov.Nekateri virusi se slečejo šele v jedru.Ad. 4.)Tekom evolucije so virusi razvili različne strategije pri kodiranju in organizaciji genov, ter različnestrategije ekspresije, ter same replikacije genoma. Virus mora svojo mRNA predstaviti celici. Pri temnastanejo tri vrste ovir:celice ustvarjajo svojo mRNA iz svoje DNA in temu postopku sledi poprepisovalni postopek.Razen virusov, ki s posebnim signalom dosežejo jedro in tam izkoriščajo celično transkriptazo,virusi ne morajo uporabljati celičnih encimov za proizvodnjo mRNA.celični sistem za sintezo proteinov je naravnan tako, da prevaja le monocistronske informacije.Zato mora imeti za vsak gen svojo mRNA - funkcionalna monocistronska informacija.celica proizvaja sebi potrebne proteine in virus mora prisiliti celico za izdelavo virusnih proteinovČe so geni razporejeni na enem kromosomu je to monopartiten, če so na večih je multipartiten.Najenostavnejše je prepisovanje virusov z ssRNA. Taka služi tudi kot mRNA in se direktno vežena ribosom in delno ali v celoti prevede brez predhosdnih postopkov.a) Pri DNA virusih je za prepis v celici potrebna DNA odvisna RNA polimeraza. Prepisovanjepoteka programirano - da ne pride do napak in da se sočasno ne izrazijo vsi geni. Geni se prepisujejov sekvencah - najprej zgodnji, nato pozni geni. Poznamo najmanj 4 strategije izražanja virusnegagenoma:29

¢¢¢¢¢¢4 VirologijadsDNA virusi (papovavirusi, adenovirusi, herpes virusi); prepisujejo se v jedru in potrebujejocelično DNA odvisno RNA polimerazo. Prihaja do več ciklusov prepisovanj - policistronskiRNA prepisi, cepljenje, monocistronska mRNA.dsDNA virusi (poxvirusi, virus afriške prašičje kuge); se replicirajo v citoplazmi, mRNA seprepiše direktno iz virusne DNA imajo tri cikluse prepisovanj.ssDNK (parvovirusi); včasih so tudi defektni in se lahko le delno razmnožujejo, ker imajo DNAv enojni vijačnici in so odvisni od celične transkriptaze - če pridejo v jedro se lahko razmnožijo,drugače pa lahko ostanejo perzistentni.ds/ss DNK (hepadna virusi); del ssDNA genoma se popravi z virusu pripadajočo DNA polimerazob) RNA virusi:virusna RNA, ki nosi + naboj je sama infektivna, deluje kot mRNA.(-) ssRNA in dsRNA imajo virus odvisno RNA polimerazo - prepis mRNA iz virusne RNA(+) ssRNA retrovirusiv se prepiše v DNA, ki služi kot matrica za prepis mRNA s pomočjocelične transkriptaze30

¢¢¢¢¢5 Protimikrobno zdravljenje - kemoterapija &zdravljenje z antibiotikiKemoterapija je zdravljenje z kemično sestavljenim zdravilom, ki uniči povzročitelja bolezni, hkratipa organizma gostitelja ne zadene preveč, ali sploh ne. V ta širši okvir spadajo tudi antibiotiki, čepravjih štejemo kot posebna zdravila. Prvotni antibiotiki so bili produkt živih bitij - mikrobov. Snovi, kijih sintetizirajo določeni mikrobi, da se z njimi borijo proti drugim mikrobom v borbi za življenjskiprostor. Antibiotik - ime je bilo skovano konec prejšnjega stoletja za snov piocianin, katerega izločaPseudomonas aeruginosa (Bacillus piocianeus 1 ). Še danes se antibiotiki proizvajajo iz bakterij - aktinomicet.V zgodovini so poleg rastlinskih zdravil poznali tudi maloštevilna zdravila mineralnegaizvora. V glavnem je šlo za žveplo, arzen, antimon, živo srebro. S Hg so zdravili sifilis. Eden prvihže nekoliko modernih zdravnikov Paracelsus. Eden od pionirjev moderne kemoterapije je nemškiznanstvenik Paul Erlich, ki je bil zelo dober mikrobiolog, ter je bil bogat - bil je tovarnar. Leta1905 je Erlich pristal pri barvilu 606 - salvarzan, vsebovalo je arzen (As) in je delovalo proti treponemam(sifilis). Leta 1912 so zdravilo močno izpopolnili in ga poimenovali neosalvarzan, ki ni bilveč tako toksičen. Leta 1935 izumijo prontozil - barvilo, ki je vsebovalo žveplo je bilo učinkovitoproti streptokokom in stafilokokom. Iz te osnove so nato razvili veliko pomembno skupino kemoterapevtikov- t.i. sulfonamide. Leta 1929 je A. Fleming odkril, da plesen Penicillinum notatum zavirarast stafilokokov. Do odkritja je prišlo slučajno. V letih 41-42 so iz te plesni izolirali penicilin. Zarabo je bil na voljo leta 42. V 40. letih pridobijo še kloramfenikol, kasneje pa še streptomicin. Kloramfenikolase ne uporablja več, ker je do neke mere toksičen in kancerogen. Kemijsko zdravilo, kibi bilo res dobro, bi moralo ustrezati nekaterim zahtevam:selektivna toksičnost; ozko specifičen (uniči tujek, ne poškoduje gostitelja)ne sme povzročati preobčutljivostine sme izzvati ne genotipske, ne fenotipske odpornosti mikrobnega povzročitelja bolezniorganizem, ki ga zdravimo zdravila nebi smel prehitro razkrojiti ali izločitizdravilo, naj bi zlahka in hitro doseglo področje okužbe, pa tudi baktericidno koncentracijo(bakteristatiki mikrobe le zaustavijo v rasti)5.1 SulfonamidiRazvili so jih v 30. letih iz rdečega barvila prontozil. Prvi sulfonamidi so bili precej toksični zaorganizem gostitelja. Kasneje so ta zdravila precej izboljšali, tako, da današnji sulfonamidi so dostimanj strupeni.1 gr. pus,ris = gnoj31

¢¢¢¢5 Protimikrobno zdravljenje - kemoterapija & zdravljenje z antibiotiki1. Sulfamilanid2. Sulfadiazin3. Sulfapiridin4. Sulfametazin5. SulfaguanidinDelujejo dobro, tako na gram+, kot na gram- bakterije. Strokovno tak način delovanja označimo:imajo širok spekter delovanja, širok protibakterijski spekter. Način po katerem delujejo sulfonamidiima posebno oznako - gre za t.i. kompetitivno inhibicijo. Sulfonamid tekmuje z neko drugo substanco(paraminobenzojevas kislina - PABA) za mesto v zapleteni kemijski formuli folne kisline. Celica takonima faktorja rasti in se zaustavi v rasti. Sulfonamid ne ubija, temveč zaustavlja v rasti - je bakteriostatik.Evkarionti ne sintetizirajo folne kisline, temveč jo pridobijo s hrano - selektivna toksičnost.5.2 AntibiotikiPoznamo 4 poglavitna prijemališča antibiotikov = štiri poglavitne načine delovanj. Od teh 4 sta dvezares pomembni:delovanje na celično stenoblokada, oz. zaviranje sinteze proteinov pri bakterijahdelovanje na sintezo nk (manj pomemben)delovanje na citoplazemsko opno (manj pomemben)Pri prvih dveh načinih je odlično izpolnjen pogoj o selektivni toksičnosti.Antibiotik napade na strukturo, ki je lastna le bakterijam in je evkariontske celice nimajo - murein,sinteza proteinov (razlika v ribosomih).5.2.1 Antibiotiki, ki poškodujejo celično stenoPENICILINBakterije ob rasti povečujejo mureinski plašč tako, da dodajajo podenote n-glutaminsko kislino+ n-acetil-muraminske kisline + 5 glicinov. Ta podenota se sintetizira v citoplazmi in pripotuje napovršje, kjer se vgradi v mureinski plašček in ga tako povečuje. Tu vskoči penicilin. Encim transpeptidazapomaga pri sestavi plašča. Sinteza poteka tako, da se zadnji glicin veže na zadnji d-alanin, ki izpade.Penicilin se veže s transpeptidazo in jo ireverzibilno inaktivira. Bakterija tako zraste z nepopolnimmureinskim plaščem, ter tako v njej propade ozmotsko ravnotežje, celica propade. Podobno kotpenicilini delujejo še nekatere druge skupine antibiotikov npr. cefalosporini. Ločijo se od penicilinapo beta-laktamskem obroču, ki ima beta-laktamsko vez (jo ima tudi penicilin), zaradi te vezi te antibiotikepoimenujemo beta-laktamski antibiotiki. Penicilini v bakterijskih celicah povzročajo izločanjedoločenih encimov - avtolizinov in od znotraj poškodujejo bakterijsko steno.Kljub izrednemu razvoju industrije zdravil, kljub številnim antibiotikom penicilin še vedno pbstajaeden najboljših/najučinkovitejših antibiotikov, z določenimi omejitvami.32

5.2 AntibiotikiNajprej je bil izumljen penicilin G, katerega izloča gljivica Penicillinum notatum na običajnemgojišču, ima pa številne pomankljivosti; potrebno ga je aplicirati parenteralno (želodčni sok ga razgradi).Penicilin V - dobili so ga z gojenjem na drugačnem gojišču. Ta je za želodčno kislino neobčutljiv,torej je oralna uporaba omogočena.5.2.1.1 Odpornost bakterij proti antibiotikom - občutljivost za antibiotikeGre za tri načine rezistence proti antibiotikom:1. če nima prijemališča za vezavo antibiotika2. antibiotik ne more prodreti v bakterijo3. bakterija sintetizira določene snovi (encime), ki se izločajo v okolje ali pa se hranijo znotrajbakterijske celice. Ti encimi kemijsko razgradijo antibiotik, tako, da postane neučinkovitRezistenca je lahko naravna, lastna določeni vrsti mikroba. Ta odpornost pa je lahko tudi pridobljena- pridobljena rezistenca, do tega lahko pride na 2 načina; z mutacijo (sprememba lokusov na kromosomu- kromosomska rezistenca), posledica katere je navadno izguba prijemališča za antibiotik;druga vrsta je plazmidna rezistenca - preko rezistenčnega plazmida (R-plazmid), na teh plazmidih sonavadno zapisi za sintezo encimov, ki inaktivirajo antibiotik.S. aureus je po naravi občutljiv za penicilin - dobro deluje na gram+ bakterije, ker ima penicilindober dostop do mureina. Lahko nastopi mutacija na kromosomu in začne S. aureus izločati penicilinazo,ki deluje kot beta-laktamaza in inaktivira penicilin. Če pobijemo veliko število stafilokokov zpenicilinom ostanejo le še mutanti in nato se lahko ti razmnožijo, ker so na penicilin odporni.Če na gojišče penicilinuma dodajamo določene kemijske spojine lahko vplivamo na zgradbo penicilinov.Gre za dodajanje različnih novih stranskih verig. Govorimo o polsintetskih penicilinih. Takonastanejo penicilini, ki niso več občutljivi za penicilinazo in beta-laktamazo (meticilin, kloksa, oksa,nafcilin).Penicilin slabo deluje na bakterije z celično steno zunaj bakterij, neučinkovit je proti gram- bakterijam.Zunanja ovojnica gram- bakterij je - nabita in odbija penicilin. Proti gram- bakterijam součinkoviti amino penicilini.Tartenicilin je pomemben predvsem pri zdravljenju P. aeroginoza. Prodira v mikrob in je odporenproti notranjim penicilinazam.Z umetnimi posegi zmanjšujemo naravno učinkovitost penicilina.Dandanes izdelujejo peniciline, ki sami poškodujejo penicilinazo. En tak primer je klavulanskakislina. Učinkovitosti proti bakterijam nima skoraj nikakršne, vendar razgradi encim penicinilazo,zato jo kombiniramo z enim od učinkovitejših penicilinov (amoksiklav = klavulanska kislina + amoksicilin).Amoksicilin sodi med aminociline - širok mikrobni spekter.5.2.2 Antibiotiki, ki delujejo na sintezo beljakovinTi antibiotiki lahko zaustavijo sila zapleten proces na različnih stopnjah, kot so npr:1. prepis mRNA iz DNA in vezava mRNA na 30S podenoto ribosoma2. stvarjanje kompleksa a.k.:tRNA in njegova enota na 50S podenoto ribosoma33

5 Protimikrobno zdravljenje - kemoterapija & zdravljenje z antibiotiki3. stvarjanje peptidne vezi med novo prispelo a.k. in karboksilnim koncem zadnje a.k. v nastajajočibeljakovini4. translokacija ali premikanje ribosoma vzdolž mRNA od kodona do kodona in končno odcepitevgotove proteinske verige z ribosoma, potem, ko je ta dosegel terminacijski kodon.Eden najučinkovitejših antibiotikov iz omenjene skupine je KLORAMFENIKOL, ki je antibiotik širokegaprotimikrobnega spektra in deluje tako na gramm+, kot na gramm- bakterije in sicer bolj bakteristatično,kot baktericidno. V nasprotju s penicilinom bakterije torej zaustavlja v rasti in jih ne uniči.Pritrdi se na 50S podenoto bakterijskega ribosoma in inhibira encim peptidiltransferazo. Encimsodeluje pri ustvarjanju peptidne vezi med na novo prispelo a.k., ki se še drži tRNA in zadnjo a.k.nastajajoče beljakovine.Linkomicin in eritromicin tekmujeta s kloramfenikolom za isto prijemališče. Tako hkratno zdravljenjez dvema inhibitorjema 50S podenot nima smisla.(Stranski učinki kloramfenikola: glej Splošna mikrobiologija - J. Jurca; str. 93)ODPORNOST PROTI KLORAMFENIKOLU:Zanjo je odgovoren poseben plazmid, temelji pa na stvarjenju posebnega encima kloramfenikolacetiltransferaze,ki ga naredi nedejavnega. Odpornost pa je lahko tudi posledica mutacije na kromosomu,ki spremeni podenoto 50S in tako zmanjša afiniteto za kloramfenikol.MAKROLIDNI ANTIBIOTIKI;1. eritromicin2. oleandomicin3. karbomicin4. spiromicin5. linkomicin6. klindamicinPreprečujejo sintezo beljakovin tako, da reagirajo s 50S podenoto ribosoma. Linkomicin pa poleg tegarazbija polisome, kar povzroča razpad posameznih ribosomov na 50S in 30S podenoti. Pritimikrobnispekter delovanja je podoben penicilinu, zato se uporabljajo kot alternativa pri pacientih preobčutljivihna penicilin.TETRACIKLINI;Imajo širok protibakterijski spekter, vežejo se na 30S podenoto ribosomov in preprečujejo pritrditevtRNA, ki nosi a.k. Uporabljamo jih za zdravljene okužb z bakterijami, ki ustvarjajo - laktamazo , priokužbah z rikecijami, klamidijami in mikoplazmami.ODPORNOST PROTI TETRACIKLINOM:Nastane zaradi zmanjšane prepustnosti bakterije za tetracikline, lahko pa je posledica povečanegaizločanja in zato premajhne koncentracije antibiotika v celici.AMINOGLIKOZIDNI ANTIBIOTIKI:34

5.2 AntibiotikiStreptomicin deluje na gram+ in gram- bakterije. Delovanje je odvisno od sposobnosti specifičnevezave na poseben ribosomski protein S12 na 30S podenoti. Posledica te vezave je napačno branjemRNA. Poleg tega pa še preprečuje premikanje ribosoma vzdolž mRNA, blokira torej iniciacijskikompleks.ODPORNOST PROTI STREPTOMICINU:Temelji na spremembi ribosomskega proteina S12. Podenote 30S ne reagirajo več s streptomicinom,ker ni več ustreznega prijemališča.Ostali aminoglikozidni antibiotiki so še:1. neomicin2. kanamicin3. amikacin4. tobramicin5. gentamicin6. spektinomicinVsi zavirajo sintezo beljakovin na ravni 30S podenote. Neomicin, kanamicin in gentamicin imajo vsajdve vezni mesti, ki pa sta različni od prijemališča za streptomicin.35

5 Protimikrobno zdravljenje - kemoterapija & zdravljenje z antibiotiki36

¢¢6 Dezinfekcija in sterilizacijaIgnaz Semmelweis - 1847 - stažisti so od seciranj hodili direktno k porodom in so tako prenašalistreptokoke k porodnicam. Semmelweis je ukazal, da morajo vsi zdravniki pred porodom roke umitiv raztopini klora, s tem je drastično zmanjšal število smrtnih primerov. Sklical je sestanek vodja vsehklinik, vendar ga ni nihče poslušal in se njegovih navodil niso nameravali držati, ker bi tako povedali,da so zdravniki prenašali bolezni. Joseph Lister - 1860 - vedel je, da mikrobi okužujejo kirurške rane,ter, da se mora kirurg umiti in razkužiti inštrumente pred delom. Pazil je na to, da je bil razkužen zraknad operacijskim poljem. Izumil je poseben razprišilec s katerim je razkuževal zrak v okolici pacientanad operacijskim poljem.6.1 DezinfekcijaIzraz pomeni uničevanje kužnih klic. 1Uničevanje patogenih mikrobov.Pri uničevanju mikrobov ločimo dve vrsti postopkov in temu primerno dve vrsti sredstev:fizikalna sredstva & postopkikemijska sredstva & postopkiPod sterilizacijo razumemo uničevanje mikrobov s fizikalnimi sredstvi, pri dezinfekciji pa mislimo nakemijske snovi.Dezinficiens = kemijsko sredstvo za dezinfekcijoAntiseptik = – –Slovensko nadomestilo za obe besedi je razkužilo.Antiseptkii se uporabljajo za razkuževanje kože pri operaciji - razkužujemo živo snov. Antiseptikine smejo biti korozivni - razjedati ne smejo materialov, ki jih razkužujemo.6.2 SterilizacijaDanes pod tem terminom razumemo uničenje vseh mikrobov, čeprav izraz ne ustreza. 2 .Zelo preprosto sredstvo, hkrati zelo učinkovito je vročina. Zažiganje je učinkovit način sterilizacije.Če hočemo učinkovito prepričiti širjenje okužbe z nekega območja zažgemo bolnico. Vlaboratoriju imamo plinski gorilnik, s katerim ožigamo cepilne zanke, vratove epruvet, zahtevne manipulacijeopravimo v bližnji okolici plamena. Vročina deluje učinkovito na različne vrste mikrobov.Predvsem prizadene bistveno sestavino - beljakovine, ki pri vlažni vorčini koagulirajo. Pri suhi vročini1 lat. inficio = vnesem, okužim2 lat. sterilis,e = neploden37

¢¢¢¢6 Dezinfekcija in sterilizacijapride do denaturacije. Tako zelo hitro uničimo bakterije, viruse in glive, razen spor, ki so sila trdovratnaoblika. Spore lahko vremo v vodi več ur, pa vendar ostanejo žive (odvisno od vrste bakterij).Zelo hitro jih uniči temperatura 160C v olju. Vodna para pod pritiskom v aparatu, ki ga imenujemoavtoklav. Tu dosežemo temperaturo 121 C in do 1 atmosfere/cm § . Pri 121 C se v avtoklavu uničijokmalu tudi spore (10-15min). V avtoklavu razkužujemo povoje, kirurške inštrumente in drug kromiranmaterial, ki tako segrevanje prenese. Za uničevanje vegetativnih oblik bakterij pa nam zadoščajonižje T. Že dobrih 100 let se pozna postopek pasterizacije. S pasterizacijo uničimo patogene bakterijev živilih, zlasti v mleku. Poznamo različne postopke pasterizacije in različne temperaturne razpone.Klasična počasna pasterizacija 63-65 C za 30”. Srednja 71-74 C, 42-45 sek. Hitra ali visoka pasterizacija85 C, nekaj sekund. Večina patogenih mikrobov propade pri 60 C, samo nekatere vrste soodpornejše. Nekaj časa je veljalo, da je treba pri pasterizaciji uničiti bacil tuberkuloze, ki je bil meriloza veliko odpornost proti visokim temperaturam. Sedaj ga je zamenjala rikecija - Coxiela burnettii, tapovzroča Q mrzlico. V mleku po pasterizaciji ostane še dosti živega - termofilni mikrobi, ki prenašajovišje temperature, vendar sem ne sodijo patogeni mikrobi, so pa tu nekateri mikrobi, ki kvarijo živila.Mleko boljše kakovosti se pasterizira, slabše pa se sterilizira in prodaja kot alpsko mleko. Spore sotako odporne zaradi debelega plašˇca, nizke vsebnosti vode in kalcijevega dipikolinata. Sterilizacija jehitrejša in učinkovitejša , če skušamo uničiti čisto kulturo bakterij, če pa so bakterije nekako zaščitenes svojim naravnim okoljem - bakterije v krvi, v gnoju, v ostali umazaniji, v različnih beljakovinskihsnoveh, tu je treba pri razkuževanju ali povišati T ali podaljšati čas razkuževanja, da T pač dosežemikrobe, ki so skriti v različnih snoveh. Avtoklaviranje in pasterizacija spadata med postopke sterilizacijez vlaˇzno vroˇcino, sem spada še tindalizacija.Tindalizacija poteka sledeče:material, ki ga razkužujemo segrevamo od 80-100C (uničimo vegetativne oblike)pri visokih T se nakateri bacili sporulirajos segrevanjem prenehamo za 24 ur, nato zopet segrevamota postopek ponavljamo 3 dniPri uporabi suhe vročine so pravila nekoliko drugačna. Suha vročina ni tako učinkovita kot vlažna.Uporabljamo jo za sterilizacijo steklovine in snovi, ki so neprepustne za paro (olje, želatinaste snovi,snovi v prahu). Mikrobe uniči T predmetov in materialov s katerimi so v stiku, ne pa temperaturavročega zraka.Izsuˇsevanje ali desikacija; je metoda fizikalnega razkuževanja, saj suhega okolja večina mikrobovne prenese dalj časa. Nekatere patogene bakterije izsuševanje uniči že v 1 uri. Zmrzovanje mikrobomne škoduje (z zmrzovanjem jih ohranjamo).Liofilizacija; je poseben postopek, pri katerem material obenem izsušujemo in ohladimo in zamrznemo.Mikrobe zelo učinkovito uničuje sevanje. Najbolj običajno so to UV žarki. Vegetativne oblikebakterij in drugih mikrobov ne prenesejo sončne svetlobe zaradi UV žarkov. Ti poškodujejo DNA, greza direktne poškodbe in za kasnejše škodljive mutacije. Pri neposrednih poškodbah gre za velik vplivna pirimidinske baze na timin. UV žarki povzročijo, da se sosednje molekule timina v dvojni vijačnicinekako zlepijo. Nastanejo nekakšni grudasti izrastki ireverzibilne narave na dvojni vijačnici, podvojenezanke iz molekul T, poškodba DNA, ki je neodpravljiva in celica propade. Že spet ni tega učinkapri sporah, ki so odporne proti UV žarkom. Pri sporulaciji se sintetizirajo posebni drobni proteini -38

6.2 SterilizacijaSASP (Small Acid Soluable Spore Proteins), ki zaščitijo DNA pred UV žarki. Ni več zlepljanja timinskihmolekul, ker ti proteini rahlo odvijejo dvojno vijačnico in nastane spremenjena prostorka strukturaDNA in ta malenkostna sprememba povzroči neobčutljivost DNA za UV žarke. Poleg UV žarkovpoznamo tudi t.i. inonizirajoče sevanje - X-žarki, gamma-žarki. Tu gre za žarke, ki izrivajo elektronetako, da nastajajo ioni (od tu ime ionizirajoče sevanje) ioni se nato vežejo na organske molekule, naproteine na DNA in jih takjo uničijo. UV žarke rabimo za razkuževanje prostorov (kirurških dvoran,v mikrobioloških laboratorijih pri delu z virusi). Ionizirajoče sevanje je primerno za sterilizacijodoločenih zdravil in kirurških pripomočkov, uveljavlja pa se tudi pri sterilizaciji določenih živil.Med fizikalne postopke sodi tudi filtracija, aplicira se predvsem v laboratorijih. Poznamo različnefiltre z različno velikostjo por, ki zadržijo predvsem bakterije. Filtracijo kot metodo uporabljamo pristerilizaciji različnih občutljivih snovi, serumov, organskih snovi, vitaminov, vakcin ¥¦¥¦¥6.2.1 Črne koze ali variolaGre za hudo kužno bolezen, ki se manifestira z visoko vročino, izpuščaji na koži, ki se zagnojijo inpočijo. Nastanejo čiri, ki so globžki in se slabo zdravijo, ko se pozdravijo ostane z njimi sled. Povsemje bila izkoreninjena v začetku 70 let, zadnji izbruhi so bili v etiopiji. Prvo imunološko znanje jevezano na to bolezen - na zaščito proti tej bolezni. O črnih kozah piše Voltaire (18. stol), ko v enemod svojih pisem razlaga, da je znanje o črnih kozah prišlo z kitajske. Kitajci so imeli posebno metodo,da so pobrali kraste z teh poškodb na koži. Kraste so zmleli v prašek. Človek, ki so ga želeli zaščititije ta prašek ponjuhal. Če je šlo vse po sreči je tak človek zbolel za blago obliko črnih koz, skoraj brezizpuščajev, v kratkem času si je povsem opomogel in je bil do smrti zaščitem pred napadom te bolezniv kakršnikoli obliki. V prahu se je ohranil virus črnih koz, vendar oslabljen. Zmanjšano je imelvirulenco. Ohranil pa je vse t.i. antigene lastnosti. Na tem načelu so narejene vse vakcine. Voltaireje napisal tudi, da je v Evropo prišla zaščita proti kozami ne od kitajcev, temveč od turkov, kamor najbi jo prinesli čerkezi - revno vendar ponosno ljudstvo, katerega edino premoženje so bile njihove lepehčere, katere so prodajali. Z njimi so zalagali carigrajski dom, hareme raznih mogočnikov, ki so si torazkošje lahko privoščili. Čerkezi so zaščitili vse otroke po kitajski metodi. Lady M. W. Montague jepomagala pri prinosu zdravila v Evropo. V Turčiji so za cepljenje uporabljali gnoj variuloznih čirov.Lady M. je dala svojega sina cepiti. V Angliji je to metodo razglasila in se je začela uveljavljati in jebila metoda dovoljena do leta 1721 metodo imenujemo variolacija. Obolevnost je 60%, od the 60% jemortalnost 33.33 %, 66.66% pa preboli in nosi posledice celo ivljenje. A. de Haen je v Avstriji tedajnasprotoval variolaciji, saj je bila verjetnost, da ljudje zaradi nje zbolijo enako grozeča, kot okužbasama. Umirali so v glavnem otroci. Cesarica Marija Terezija je imela velike izgube v svoji rodbini.Cesarica je zbolela in tudi prebolela bolezen, ter ostala do smrti kozava. Odšla je v Anglijo, kjerso imeli že precej izpopolnjene metode. Leta 1768 ji je osebni zdravnik poslal madega, obetavnega,vendar izkušenega zdravnika J. Ingeh Housz. Poučeval je Dunajske zdravnike o posebnih tehnikahzaščite. Opravljali so poskuse na zločincih in otrocih v sirotišnicah. 10.9.1768 je pocepil pripadnikerodbine. Vsi so zboleli za blago obliko. Šel je v Firence in se ustavil v naših krajih in poučeval tudislovenske zdravnike o variolaciji. Metoda je bila pri nas dovoljena, vendar se ni najbolje prijela.Na podeželju je bilo znano da kravje dekle redko zbolijo za kozami. Te so se okužile s kravjimikozami. Bolezen kravje koze poteka zelo blago, sta si pa virus kravjih koz in virus variole antigenskotako podobna, da eden zaščiti tudi proti drugemu.E. Jenner je dečka cepil z gnojem kravjih koz in ga čez 2 tedna okužil s črnimi kozami - dečekni zbolel. Jenner je napisal tudi knjigo o vakcini za variolo in je postala temelj za vsa kasnejšaprizadevanja in sodobno vakcinalno zaščito. Sprva je naletel na odpor. Kasneje so zdravniki metodokmalu in temeljito preizkusili. Z metodo so se strinjali. Z Jennerjevim cepivom so bili problemi, saj39

6 Dezinfekcija in sterilizacijazdravniki tako niso dobili ustreznega materiala za cepljenje, če pa so ga dobili pa pogosto ni bil pravi(ni izviral iz pravih kravjih koz). Izraz vakcinacija si je kakih 100 let kasneje izmislil Luis Pasterur načast Jennerju 3 . Pasteur se je ukvarjal z povzročiteljem kokošje kolere - Pasterela aviseptica. Pasteur jecepil piščance, ki so redno poginjali, nakar jih je seciral, nasadil spremenjene organe na bakteriološkagojišča in določil povzročitelja. Ko je šel na dopust je pustil eno od petrijevk zunaj na odprtem in kose je vrnil je bila kultura suha. S to kulturo je cepil piščance, ki pa tokrat niso zboleli. Nato je te istepiščance cepil s svežo kulturo in piščanci so ostali zdravi. S tem, ko je posušil kulturo je zmanjšalvirulenco mikroba, ni pa oslabil antigenskih lastnosti mikroba. Istega leta je naredil še vakcino zavranični prisad. Bacil je vzgajal pri visoki T (42-43C). Bacil je rastel, ohranil Ag lastnosti, izgubil paje virulenco. Leta 1885 pa je izumil tudi cepivo za steklino. Vedel je, da gre za snov, ki je filtri neizdrže. Virus je gojil na živih živalih tako, da je cepil kunce. Aplikacija je potekla direktno v možgane.Sušil je hrbtenjačo, ki jo je nato zmlel in emulgiral v formalinu. Pasteur je zaščitil pse, človeka pa niupal cepiti. Julija 1885 je bil v to prisiljen, ko mu je neka mati pripeljala sina, katerega je hudo ogrizelstekel pes. Dečka je nato vakciniral - dal mu je 13 injekcij emulzije v peritonealno votlino. Vakcinoso delali na ovčjih možganih, ki so bili zelo podobni HMC človeškim in je tako prišlo do imunskegaodziva, ki je uničeval človeku lastne celice. V veterinarski medicini so poskušali pridobiti vakcinoproti goveji kugi, ki je precej nevarna bolezen, saj ima veliko obolevnost in veliko smrtnost. Bolezenpovzroča ogromno gospodarsko škodo v tedaj živinorejsko že dokaj razviti Evropi. Strokovnjaki sose poskušali boriti z obliko podobno variolaciji. Uspehi so bili precej dobri.3 lat. vacca = krava40

¢¢7 ImunologijaZa določene mikrobe nismo dovzetni oz. občutljivi. Za rastlinske viruse so občutljive rastline. Znotrajrazličnih živalskih vrst obstaja vrstna obˇcutljivost. Za virus svinjske kuge so pujsi, za pasjo kugo psi,Občutljivost je lahko rasna ali pasemska. Črnci in indijansi so bolj občutljivi za tuberkulozo¥¦¥¦¥kot belci. Plemenite evropske pasme pujsov imajo zelo pogosto rdečico. Individualna obˇcutljivost jeodvisna od dedne zasnove, do vsakodnevne prehrane, hormonalnega ravnotežja, vitaminov, do tegakako živimo, od starosti. Kljub temu, da smo za določene mikrobe dovzetni, so ti primeri obolenjazelo redki. Tak primer je steklina.Od leta 1972 imamo v Sloveniji steklino. Gre za gozdno (silvatično) -¤ steklino nanaša se nanačin širjenja. Glavni prenašalci so zlasti lisice, glodalci oz. gozdni divji prebivalci. Veliko lisic jepoginilo in v stik s steklimi živalmi pride veliko ljudi; lovci, gozdarji, veterinarji. Nimamo primerastekline pri ljudeh. Ljudje so manj občutljivi za to bolezen. Koža nas ščiti, da ne zbolimo pogosteje.Virus ne more skozi kožo in nepoškodovana koža je odlična pregrada za različne mikrobe. Keratinskaplast in mrežasta razporeditev celic v koži pripomoreta k temu in branita vstop. Gre pa tudi za velikokemično -¤ zaščito izločamo loj in znoj, ki vsebujeta različne snovi, ki so škodljive za mikrobe -zlasti nenasičene maščobne kisline (trigliceridi), mlečna kislina, steroidi, fosfolipidi, polipeptidi,¤nekatere Ak, razmeroma nizek pH kože. Je pomembna tudi kot biološka zaščita. Na koži se namnaselijo neškodljive bakterije. Govorimo o residentni (domači) mikroflori, ki zasede prehrambenonišo. Ne dovoli patogenim mikrobom naselitev na koži. Nekatere celo izločajo določene snovi, kiškodijo Gram- bakterijam (določenim). Med naravne prepreke, ki sodjo k koži prištevamo še gostodlako pri živalih, ki to imajo in perje pri pticah. Sluznice so odličen obrambni sistem. Sama sluzje zelo pomembna, je odlična fizikalna bariera, enostavno zleplja mikrobe in onemogoča njihovodelovanje. Sluznica dihal ima migetalke na epitelu, vdihnemo zrak, zrak kroži, bakterije se nabirajona sluznici nosu, kihanje, -¤ kašljanje spada med fizikalne bariere. Baktericidnost in viricidnost sezačne že v slini. Tudi želodčni sokovi so za številne mikrobe prekisli. V črevesju je spet domača flora:v debelem črevesju anaerobna mikroflorav tankem črevesju mikroaerofilna mikrofloraJogurt nam pomaga pri prebavnih -¤ motnjah uravnovesi mikrofloro.Pri prebavilih je še peristaltika. Zvija nas po trebuhu in izločimo patogene bakterije. Ne pride doadhezije. Podobno je v urogenitalnem traktu. Gre za stalno spiranje z urinom. Preprečuje adherencodoločenih bakterij. Tudi rahlo kislo okolje preprečuje ugodno naselitev. V genitalnem traktu, zlastipri ženskah imamo sijajno kemijsko -¤ zaščito vaginalni pH je sila -¤ nizek to velja za žensko v rodnidobi. Dekleta pred puberteto in ženske po meni te zaščite nimajo. Gre za mikrofloro v vagini, mlečnakislina je odlična zaščita. Cervikalni čep zapira dohod v maternico. Obstaja tudi raznovrstna zaščitamlečne žleze; mišica zapiralka, keratinska obloga seskovega kanala. Kerotinski kanalček je kratek inizloča različne baktericidne proteine. Tudi samo mleko deluje proti mikrobom. Oči so zaščitene zvekami, trepalnicami, zlasti pa s solzami, ki vsebujejo encim lizocim, ki raztaplja mureinsko vrečko.41

¢¢¢¢7 ImunologijaNevaren je za Gram+ bakterije. Koncentracija tega encima je v solzah do 1000x večja kot drugje. Vušesih imamo ušesno maslo.Med prepreke, ki branijo pred vdorom mikrobov v organitem spada vse to. Včasih se zgodi, daso te prepreke premalo in mikrobi vdro v organizem s t.i. notranjo obrambo. Doslej smo govorilo zunanji obrambi. Notranja obramba se aktivira, ko mikrobi vdro v organizem. Patogeni mikrobiv prebavnem traktu pa ne pomenijo vdora v organizem. Kljub izredni zapletenosti in medsebojnipovezavi obrambnih mehanizmov vendarle lahko nekako razdelimo to področje.Ločimo dva poglavitna sistema obrambe:a) naravna obramba; je prirojena in nespecifična, neusmerjena =¤ mehanizmi branijopred vsemi mikrobi, ki vdirajo. Gre za prastare mehanizme. Deluje takoj, v sekundi.Mehanizmi naravne obrambe so zelo stari. Kot dopolnilo naravni obrambi pa štejemob) imunost; ta je pridobljena, specifična obramba, usmerjena je v vsak posamezen mikrobposebej. Je filogenetsko precej mlajša od naravne obrambe. Sesalci imamo najbolje razvitoimunost. Deluje z zamudo in ima spomin.Mehanizmi naravne obrambe na ravni telesnih =¤ sokovobrambo (naravno in celiˇcno imunost).humoralna obramba. Ločimo pa še celiˇcnoNaravna obramba na ravni telesnih sokov (naravna humoralna obramba):Sem sodijo drobne molekule, posamezni ioni, nekoliko bolj zapletene molekule kot npr. lizocin,baktoferin. Pridemo do dveh velikih sistemov:sistem komplementasistem interferonaBistven mehanizem je -¤ fagocitoza znotrajcelično ubijanje mikrobov, presnova in za manj pomembnozunajcelično ubijanje, za kar poskrbijo natural killer cells. Gre za nespecifično prirojeno obrambo.Ločimo dve vrsti limfocitov:limfociti B (humoralna imunost); preobrazijo se v plazmatke in izločajo protitelesa, ki sodijo vhumoralno imunostlimfociti T; so nosilci celične imunostiMed obema vrstama limfocitov obstaja nujno potrebno sodelovanje. Gre za povezave med fagociti inlimfociti.Pri naravni humoralni obrambi nas zanimata dva sistema:1. KOMPLEMENTARNI SISTEM (komplement)Poimenovanje ne ustreza povsem. Izraz izhaja iz lat. compleo = dopolnjen. Gre za samostojen,ubijalski sistem 26 beljakovin, ki so v glavnem v krvnem serumu, pa tudi v drugih telesnih tekočinah.Če ni potrebe, te beljakovine mirujejo. Če pa nastopi potreba, če nastane poškodba na kateremkolidelu telesa, če v organizem vdrejo mikrobi, se ta sila pomemben močan beljakovinski sistem aktivira.Aktivacija poteka tako, da se posamezne komponente sistema cepijo. Beljakovine nastajajo na različnihkoncih organizma; v jetrih in določenih krvnih obrambnih celicah, kot so npr. makrofagi. Beljakovineoznačujemo s črko C; C , C§ , C¨ , C =¤ zaporedna številka označuje zaporedje v kateremse te beljakovine cepijo. Posamezni fragmenti lahko učinkujejo samostojno, lahko pa se združujejo v42

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢posamezne sklope in delujejo kot encimi. Na ta način tudi sprožajo naslednje stopnje cepljenja. Če biskušali zajeti poglavitno nalogo tega sistema v enostavnejšo obliko bi rekli takole: beljakovine imajotri velike naloge:spodbujajo vnetjepomagajo (omogočajo) fagocitozoliza celic =¤raztapljanje in ubijanje celicSlednja pomeni lizo bakterijskih celic. Lizirajo tako, da se združijo v encimski =¤ kompleks litiˇcnikompleks, ki dela luknje v fosfolipidni dvosloj celic. Fosfolipidni dvosloj je pri Gram- bakterijah nazunanji strani. Pri Gram+ bakterijah pa je zunaj mureinski sloj, zato litični kompleks tu ne deluje, tudelujejo lizocimi, ki delujejo v zvezi s tem kompleksom.Encimski kompleks ne loči med membrano bakterije in membrano celic domačega organizmain zato nujno poškoduje tudi domače celice. Obstajajo celični regulatorni mehanizmi, ki skrbijo zapravilno doziranje, za uravnavanje cepljenj beljakovin tega sistema in posledično za uravnovešenodelovanje beljakovin sistema.Kljub veliki raznolikosti in zapletenosti različnih obrambnih mehanizmov si lahko uredimo sistem.Lastnosti naravne obrambe:prirojenanespecifičnaneusmerjenafilogenetsko staradeluje takojGre za močne, učinkovite mehanizme.2. IMUNSKI SISTEM 1 :Imunost je lastnost višje razvitih organizmov in deluje kot nadgradnja oz. dopolnitev naravne obrambe.Filogenetsko je mlajša od naravne obrambe. Je pridobljena v ontogenetskem razvoju, vsak osebej jopridobi individualno. Izgrajuje se sistem imunosti. Poglavitna značilnost teh mehanizmov je usmerjenostv natančno določanje povzročitelja. Sistem ima spomin, deluje z določeno zakasnitvijo oz.zamudo.Poznamo tudi druge vrste razdelitev (na humoralno in celično obrambo).Humoralna naravna obrambaioni (H , Cl© , K )encimi; molekule, encimi (izločajo jih različne imunske celice)1 lat. imunis = prost davkov; munio 4 = gradim, utrjujem43

7 ImunologijaKomplementni sistemTukaj je najmanj 26 beljakovin, ki so v glavnem krvnem serumu. Beljakovine tega sistema soneaktivne, če jih organizem ne potrebuje. Določene snovi sistem aktivirajo, cepijo se osamezne beljakovinesistema, fragmenti so lahko učinkoviti kot samostojni ali pa se združijo v komplekse, kjerdelujejo kot encimi. Gre za tri poglavitne načine delovanja.7.1 Naravna humoralna obrambaSistem začne delovati ob določeni vzpodbudi. Tu sta dva (znana) načina cepljenja beljakovin. En sistemje povezan z imunostjo, je filogenetsko mlajši, popolnejši. Da se sproži, so potrebna protitelesa.Sodijo v skupino globulinov . Protitelesa so iz dveh težkih in dveh lahkih verig, ki so povezani zdisulfidnimi mostovi. Pri protitelesih ločimo konstantne dele, ki so stalni, nespremenjeni, ter variabilnedele. Osnovna oblika beljakovine je oblika vilic oz. oblika črke Y. Če na protitelesa delujemoz proteolitičnimi encimi jih lahko razbijemo na dva fragmenta. Zgornji del je Fab (frgament, ki vežeantigen), spodnji del Fc pa je fragment, ki kristalizira. Z zgornjim delom, ki vsebuje variabilne delese protitelo veže na antigen.variabilnidelS-S vezS-S vezkonstantni delSlika 1.1: Shema protitelesaGre za filogenetsko mlajši organizem. Gre za t.i. klasični potek cepitve. Pri tem cepljenju sopotrebna protitelesa. Ker so vključena protitelesa, ki so del imunosti sodi klasiˇcni potek na desnostran sheme (slika 4: Shematska razdelitev obrambe). Protitelesa se vežejo na bakterijsko opno.Protitelo deluje na na makromolekulo C . Ta se aktivira in postane encim, ki cepi dve zaporednibeljakovini C§ - C in . Beljakovina se razcepi v dva dela - večjega in manjšega. Manjši fragmentipraviloma delujejo samostojno - tako, da močno spodbujajo vnete, označujemo jih s črko (C a a).Imajo kemotaktične lastnosti, privabljajo fagocitne celice in tako pospešujejo vnetje. Večji fragment44

7.1 Naravna humoralna obrambase označi z b. To pravilo o cepitvi ne velja za C§ beljakovino , saj je večji fragment a in manjši b.Po C razcepitvi C¨ in se potek nadljuje. Formira se poseben droben C b§ kompleks a. Ta kompleksdeluje kot encim in ga C¨ poimenujemo konvertaza, ker cepi osrednjo beljkovino -¤ C¨ sistema C¨ . afragment zopet odplava in pospešuje vnetje. Ostane C¨ fragment b, ki ima posebno nalogo; deluje kotopsonin 2 C¨ . b fragment se veže na bakterijsko celico na steno, tvori zelo močen kompleks in delujekot začimba, da to bakterijo fagocit lažje požre. Opsonin deluje kot nekakšno prijemališče. Ko takotrdno zgrabi bakterijo jo lahko tudi požre.C3bFcbakterijska celicaSlika 2: Opsonini na bakterijiOpsoninov je več vrst. Sem spadajo protitelesa (Fab fragment protitelesa se prilepi na bakterijskocelico, Fc fragment štrli v okolje). Fagocit ima sprejemnik za Fc. Protitelo je odličen opsonin inpomaga pri fagocitozi.Kompleks, ki (C §¨ nastane b) deluje na naslednjo pomembno -¤ C! beljakovino . Encimski sestavC! je konvertaza. C! Beljakovina se razcepi v encimskem sistemu C! na a, ki je pri pospeševanju vnetjapomemben droben peptid C! in b, ki ima druge pomembnejše naloge. Začenja sestavljati t.i. litiˇcnikompleks. C! Poleg b vsebuje ta kompleks C" še , C , C# beljakovine. Naštete beljakovine skupajže delujejo kot nekakšen sveder, ki lahko naredi luknjo v membrani celice (v fosfolipidni dvosloj)premer je$ luknje 10nm. Skoznjo potujejo ioni in druge različne snovi. Podre se kemijsko, zlasti paozmotsko ravnotežje celice, ki zato propade. Luknja nastane, C% beljakovina luknjo krožno utrdijo.Celična membrana lahko sama zalije določene C% poškodbe. je zato, da luknja ostane.Sveder =¤MAC kompleks = membrane attack complex2 gr. opson = začimba45

¢¢¢¢¢7 ImunologijaC5balfaC5betaC8betaC9C9C8C6,7C9C8C9C9C9slika 3: MAC kompleksKomplementni sistem ne loči med bakterijo in celico lastnega organizma. Ob delovanju komplementnegasistema vedno nastajajo poškodbe v tkivu gostitelja. Po eni strani vnetje (C4a, C3a), nadrugi strani dejanske poškodbe membran celic domačega organizma.Vnetje:To je vseobsegajoč, sila razvejan proces, ki nastane ob poškodbi tkiva, ter ob vdoru mikrobov vorganizem. Vključuje tako elemente naravne obrambe, kot elemente imunosti. Navadno na začetkuvnetje omejeno - lokalizirano, lahko pa se tudi razširi po potrebi. Poznamo:a) hitro t.i. akutno vnetje:To navadno s številnimi mehanizmi okvaro organizma popravi, premaga vsiljivce, ...b) dolgotrajno ali kroniˇcno vnetje:Naloga je ista, kot pri akutnem, le da skrbi z drugačnimi sredstvi za sanacijo problema. Nastanekot neuspela asnacija akutnega vnetja.Definicija vnetja je znana že od antike. Znaki so znani še danes:rubor = rdečinakalor = povišana T na mestu vnetjadolor = bolečinatumor = oteklinafunctio laesa 3 = ovirano delovanje tkiva/organa3 lat. laedo = poškodujem46

7.1 Naravna humoralna obrambaKapilare se razširijo in poveča se dotok krvi, permeabilnost kapilar se poveča - kapilare postanejoprehodne za določene beljakovine, molekule, celice. Na mesto vnetja z veliko hitrostjo priplavajozlasti neutrofilni granulociti in se lepijo na notranje stene razširjenih kapilar, ki nato preide skozi porov kapilari v vneto okolico. Izloček fagocitov ob fagocitiranju mikrobov povzroča vnetje v okolnemtkivu, kasneje pa ga pospešujejo fragmenti beljakovin komplementnega sistema. Granulociti se degranulirajoin granule preidejo med tkivo. Med temi je tudi histamin - mediator - pospeševalec vnetja.Nizek pH deluje protimikrobno. Pritisk kisika najprej naraste zaradi povečanega pretoka krvi,kasneje upade zaradi blokade področja s tumorjem, ki blokira pretok krvi. Vnetje je odličen zapleten,široko razvejan obrambni mehanizem, ki vsebuje elemente naravne obrambe in imunosti.Obramba na ravn komplementarnega sistema je prastara, dosti starejša, kot mehanizmi imunosti.Obstajala je že milijardo let pred protitelesi. Poznamo t.i. alternativni =¤ potek neposredno cepitevbeljakovin komplementarnega sistema, kjer ni nobenih protiteles. Alternativni potek so odkrili kasnejekot klasični potek, je preprostejša varianta in dosti starejša in verjetno tudi življenjsko pomembnejšavarianta. Pri alternativnem poteku ni uvodnih reakcij, začne se pri osrednji C¨ beljakovini . Beljakovinase direktno cepi. Pri tem se sproža oz. cepljenje sprožajo deli same bakterijske celice, zlastiC¨deli bakterijskih open. Bakterijska stena po Gram- neposredno C¨ cepi .Ena in druga pot cepljenja lahko konvergirata. Obe poti konvergirata na točki C! .47

¢¢¢7 ImunologijaNaravna obramba - (prirojena, nespecifična)naravnaubijalkaekstracelularnirazvojfagocitozalimfaImunost - pridobljena (specifična)ADCCTdhThTeTsgranulocitkomplementarni sistemINTERFERONIlizocin, laktobrinioni in majhne molekule(Cl, H, OH)NARAVNA PROTITELESAmakrofagpredelava inprezentacijaantigenalimfokiniBSPECIFIČNAPROTITELESAimunoglobuliniM, A, D, E, GSlika 4: Shematska razdelitev obrambeGre za stopničast sistem, ki se sproži, ko razpade kot domine - kaskadni sistem.Leta 1957 so prvič ugotovili, da nekatere snovi zavirajo razmnoževanje virusov v okuženih celicah.Poimenovali so jih interferoni, kasneje so ugotovili, da gre za zelo majhne beljakovinskemolekule, ki jih sproža virus v napadeni celici. Prodrejo v sosednje zdrave celice in jih zaščitijopred virusno okužbo.Poznamo interferone alfa, beta, gama.Interferoni alfa nastajajo v limfocitih - belih krvničkah, beta pa v fibroblastih. Gama interferoni(posebna skupina), nastajajo v limfocitih T.Poglavitne naloge interferonov:delujejo protivirusno = antivirusno delovanjeantiproliferativno -¤ delovanjeproti raku)-¤zavirajo rast nekaterih tumorjev (pri miškah blokirajo tumorjeimunomodulatorno delovanje -¤ uravnavajo delovanje imunskega sistema (npr. spodbujajomakrofage, limfocite T in B, spodbujajo naravne ubijalke - gre za interferon gama)48

¢¢¢¢7.2 Naravna celična obramba7.1.1 Antivirusno delovanjeInterferoni sami virusom ne škodujejo, sproščajo = dereprimirajo sintezo najmanj dveh encimov in tadva zavirata razmnoževanje virusov. Na dva načina se lahko sprosti sinteza interferonov:ob napadu celice -¤v laboratorijuindukcija z virusomVirus napade celico, se v njej razmnožuje, celica propade in nastajajo novi virusni partilki. Predencelica propade sintetizira interferon, ta prodre v sosednjo zdravo celico, vpliva na jedrno snov, tako,da sproža sintezo dveh encimov - protein kinaza in poliadenilat sintetaza. Protein kinaza blokiratranslacijo pri sintezi virusnega proteina, poliadenilat sintetaza pa deluje ko je virusna mRNA gotovain jo razgradi. Interferoni ne delujejo specifično - ne delujejo na določen virus ampak na vse. Celicaje potem zaščitena proti virusu, ki je sprožil sintezo in proti ostalim virusom. Interferon pa je vrstno-¤ specifičen človeški interferon zaščiti samo ljudi, kunčji samo kunce, ...Zaenkrat interferoni še niso za praktično rabo. Znanstveniki so se premagali skozi 1 problem, kije bil količina (interferonske molekule so majhne in se sintetizirajo v majhnih -¤ količinah) z genskotehnologijo je bil ta problem rešen. Pojavi se nov problem = interferon so pravzaprav strupeni. Koso poskusnim pacientom vbrizgali interferon, so se pri njih pojavila enaka klinična znamenja, kot privirusnih obolenjih, npr. gripi: povišana tel. T, glavobol, bolečine v mišicah in sklepih. Brez večjegasklepanja lahko rečemo, da je pri gripi in podobnih boleznih za klinično sliko kriv interferon ne pasami -¤ virusi hudi nepremostljivi stranski učinki.Sklep: interferonsko zdravljenje pride v poštev pri nekaterih boleznih npr; norice, herpes, hepatitisB. Vendar so blagodejni učinki majhni, da bi upravičili tak način zdravljenja bolezni, vendar imaraziskovanje na tem področju prihodnost.7.2 Naravna celična obrambaSila učinkovit sistem, najbolj učinkovit sistem naravne obrambe je fagocitoza. Gre za filogenetskoprastar mehanizem. Fagocitne celice sodijo v prvo obrambno črto organizma. Takoj so tam, kjer jihorganizem potrebuje npr. na mestu vdora mikrobov. Ločimo dve poglavitni vrsti fagocitnih celic:neutrofilni granulociti = mikrofagi (gre za polimorfonuklearne celice, ki nastajajo v kostnemmozgu - 10 mio/dan delujejo in živijo cca. 6h krožijo po krvnih in limfnih žilah, v kapilarahse prilepijo na endotel in po potrebi difundirajo, sicer odmro. Lastnosti; velika občutljivost zakemotaktične dejavnike (na daleč začutijo snovi, ki jih izločajo bakterije, snovi, ki se kopičijoob poškodbi tkiva) in sila hitro prispejo na mesto vdora mikrobov in so zelo požrešni. Spravijose tudi na trn ali trsko v koži. Po opravljeni nalogi hitro odmrejo. Odmrle neutrofilne granulocitevidimo kot gnoj na rani. Njihov razvoj je zaključen že, ko priplavajo iz kostnega mozga v krvniobtok.)mononuklearne celice: monociti v krvi. Ti monociti se kasneje naselijo v različnih tkivih vorganizmu in jih imenujemo makrofagi. Ko monociti odidejo v obliki promonocitov iz kostnegamozga se diferencirajo -¤ makrofag, ki se naseli v tkivih -¤ poimenujemo jih različno:- makrofagi v jetrih so Kupferjeve celice- alveolarni makrofagi v pljučih49

7 Imunologija- makrofagi v živčnem sistemu so mikroglia- prosti makrofagi v krvi in bezgavkah- peritonalni makrofagi v prebavilih- osteoklasti v kosteh- histociti v vezivnem tkivuOsnovna razlika med njimi in neutrofilnimi granulociti: namesto vnetja oz. vdora mikrobov ne pridejotako hitro, kot neutrofilni granulociti in niso tako požrešni, razen v primerih, ko jih vzpodbudijodoločene snovi npr. interferon gama. Spodbujeni makrofagi požirajo zelo odločno in so zelo požrešni,zato obstaja zanje poimenovanje jezni makrofagi. Taka celice se spremeni tudi morfološko. Makrofagiso dolgo živeče celice, ima svojo energijo in skrbi za zalogo energije. Del fagocitiranih snovi porabijozase, sicer je njihova poglavitna naloga, da počistijo bojno -¤ polje da požro ostanke mrtvih bakterijin drugih mikrobov, da požro ostanke uničenega tkiva gostitelja, da počistijo z odmrlimi neutrofilnimigranulociti. Pomembno nalogo imajo pri uničevanju tumorjev (lastnih tumorskih celic). So povezavamed naravno obrambo in imunostjo.Cca. 20% fagocitiranega Ag. na poseben način predelajo in predstavijo celicam T-limfocitom.Brez te predstavitve celice T-limfociti nebi prepoznali Ag.7.2.1 FagocitozaPotek:1. Adherenca (adhaereo = prilepljanje). Potreben je tesen stik.2. Potem se membrana celice uviha3. Začne se izliv toksičnih snovi v nastajujočo vakuolo, nastane vakuola imenovana fagosomPrimarna ali modra ali acidofilna granula, rumena specifična granula polna strupenih snovi,pomembne so drobne molekule kisikovih metabolitov, ki so strupene za bakterije. Mehurčekpoči, v vakuolo se sprostijo strupene snovi. Takšna vakuola je fagolizosom.4. Nastane t.i. rezidualno telo5. Nastopi končna faza defekacija.7.2.1.1 AdherencaNastane na osnovi prepoznavanja. Fagocit mora nekako prepoznat bakterijo kot tujo. Ta prepoznavaje slaba in nespecifična. Določeni glikoproteini fagocita prepoznavajo določene karbohidratecelične stene mikroba. Gre za t.i. prvotno prepoznavanje, ki ni natančno, ni specifično. Za razlikood specifičnega in natančnega prepoznavanja pri limfocitih; ta prepozna določen mikrob med 1000drugimi. Zato je adherenca -¤ slaba pogosto se taka fagocitoza ne posreči. -¤ Pnevmokok kapsula;fagocit požira paličaste mikrobe, pnevmokoki s kapsulo plavajo in se ne zmenijo za fagocit. Fagocitinkapsulirane bakterije s panožicami enostavno ne more zgrabiti (izmuzne se kot nam milo). Zatoso potrebne vezne molekule opsonini. Pomemben opsonin je protitelo. Take vrste fagocitoza se vvsakem primeru posreči. Poimenujemo jo imunska fagocitoza - ker kot glavni opsonin nastopajoprotitelesa - ta so del imunskega sistema.Fagociti, tako nevtrofilci, kot makrofagi, imajo posebne receptotje.Dvojna opsomizacija: receptor tako za C3b, kot za -¤ protitelo sigurna fagocitoza.Fagocitoza ima 5 faz:50

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢7.2 Naravna celična obramba1. kemotaksa2. adherenca3. endocitoza = mehanizem sprejemanja4. liza = ubijanje, še prej pa lahko raztapljanje (če je potrebno)5. defekacijaEncimi v granulah makrofagih: (granulev makrofagih so lizosomi)fagocitinkatepsinlevkininfosfatazeamilazeproteazelipazelizocinin ...Encimi poškodujejo tudi organizem gostitelja.Če se fagocitoza dogaja v anaerobnih razmerah (npr. v črevesju), se ta sistem ne posreči. Gre zaanaerobno ubijanje (z encimi).Makrofagi so most med naravno obrambo in imunostjo, saj snovi na poseben način predelajo in joponudijo na prepoznavo limfocitom T. Makrofag sodi med antigen prezentirajoˇce celice, brez katerihni učinkovitega imunskega odgovora.7.2.1.2 Mehanizmi za ubijanje mikrobovSem sta udeleženi predvsem dve vrsti celic:eozinofilni granulociti (sicer so tudi fagocitne celice, vendar slabe) njihovo delovanje je usmerjenoproti višjim parazitom (trihinele,...). Eozinofilni granulociti se v teh primerih prilepijo navelike parazite in njihove larve s svojimi receptorji za protitelesa. Protitelesa obdajo parazite,Fc štrli v prostor in rabi za druge naloge, Fab pa se prilepi na parazita. Na ta način eozinofilnigranulociti tesno obdajo veliko telo granulocita, nastopi degranulacija granulocitov (strupenesnovi iz granul iztečejo iz celice in se nakopičijo na kutikuli napadenega parazita).NK celice; niso ne T in ne B. Nimajo torej zunanjih markerjev. So torej primitivni limfociti.Njihov izvor in delovanje sta še nejasna. Ubijajo domače z virusom okužene celice in nekateretumorske celice. Tudi naravne celice ubijalke imajo receptorje za FC. Z njihovo pomočjo pritegnejobakterije, mehanizem ubijanja je podoben, kot pri eozinofilnih granulocitih. So namrečpolne granul z različnimi encimi strupi, ..., ki jih izpraznijo ob zunanjost ran, celičnih ovojnic,bakterij in na ta način uničijo bakterijo. Ta mehanizem ubijanja ima posebno ime - AntibodyDependant Cell-Mediated Citotoxicity - ADCC.51

¢¢¢¢¢¢7 ImunologijaGranulociti:Polimorfonuklearne celice, omejeni so na preobčutljivostne reakcije.Mononuklearne celice:Monociti so makrofagi.Dendritiˇcne 4 celice:Gre za razvejane celice, ki sicer ne fagocitirajo, vendar s svojimi protoplazemskimi podaljškiulovijo/zajamejo antigen. Njihova naloga je, da ujeti antigen čimdlje zadržijo v organizmu. Na tanačin stalno in za daljši čas spodbujajo imunski sistem k imunskemu odgovoru. Te celice spadajo medpomožne celice, ker pomagajo limfocitom. Limfocite imenujemo imunskokompetentne/imunskozmožnecelice. To so celice, ki skrbijo za usmerjenost imunskega odgovora in obenem za spomin.Glede na zunanje markerje ločimo 2 vrsti limfocitov:limfociti T (T-celice), ker se dokončno preoblikujejo v thymus-ulimfociti B (B-celice), ker se dokončno izoblikujejo v Bursi Fabricii (pri ptičih)Naloge:Glavna naloga celic B je sinteza in izločanje obrambnih beljakovin t.i. protiteles. Ko zrele celiceB srečajo Ag. jih ta spodbudi, da se preobrazijo v t.i. plazma celice/plazmatke.Celice T ne izločajo protiteles, pač pa izločajo številne sila pomembne snovi, ki sodelujejo vobrambi mehanizma, ki uravnavajo imunski odgovor, ki prenašajo sporočila od celice na celico, spodbujajoali zavirajo določene celice, ki ukazujejo kdaj je treba ostati na mestu in kdaj iti na pot, ... Tesnovi z zelo širokim poimenovanjem poimenujemo citokini = interlevkini + zaporedna št.Zadnja leta poskušajo na tem področju ustvariti čimveč reda in tako se vedno bolj uporablja izrazinterlevkin + zaporedna številka. Citokinin je snov, ki jo izločajo celice, interlevkin je snov, ki krožimed levkociti, ter z njimi sodeluje. (npr. Celica T izloča interlevkin 4 in 5 in oba pospešujeta rast ininiciacijo celic B). Za nas so od T celic pomembne:T4/celice T pomagalke (4 = antigenska oznaka te skupine) pomagajo celicam B, makrofagom,...So center imunskega sistema. Antigeni označeni s 4 t.i. CD4 markerji so receptorji za virus HIV.Aids izbruhne na določeni stopnji, ko je helperjev premalo in ne obvladujejo več situacije in koorganizem začno napadati mikrobi sicer banalne mikroflore, ki zdravemu čoveku ne morejoškodovati, pred tem so ljudje le HIV+, ne pa bolani.T8 celice Antigeni so označeni z CD8 antigenom. To so t.i. citotoksične celice T/T celiceubijalke.Manj pomembne pa:T celica kasne preobˇcutljivosti/Tdth (delated time of hipersensitivity) Marker je CD4.T celice zaviralke/Ts celice (T suppresor cells). Marker je CD8. Zavirajo preveč buren imunskiodgovor.4 gr. dendron = drevo52

¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢7.2.2 Imunska ali limfatična tkiva/Imunski ali limfatični organi7.2 Naravna celična obrambaO imunskem tkivu govorimo, ko gre za neorganizirane skupke celic, o organu govorimo, ko imaspecifike organa.V primarnih limfatičnih organih se dokončno preoblikujejo limfociti B/T. Ti organi so:thymusčrevesni epitel (celice T)RKM (celice B)Nezreli limfociti T se obdajo s posebno vrsto celic - velike celice s posebnimi lastnostmi, ki jih imenujemocelice pestunje/nurse cells. Te pestujejo negujejo mlade T-celice, spodbujajo le tiste celice, kikažejo določene lastnosti - kažejo, da bodo odločno prepoznavale Ag. Šibke in neizrazite predhodniceT celic pa zanemarjajo - pozitivna selekcija. Hkrati se v thymus-u dogaja negativna selekcija, kjer seoznačijo predhodniki limfocitov, ki bi se utegnili obrniti proti antigenom lastnega organizma. Ti defektnilimfociti se uničijo - apoptoza/apoptosis. Podobno se dogaja tudi v kostnem mozgu. Do te fazecelice T/B še niso prišle v stik z zunanjimi Ag. to so t.i. virgin cells/deviške celice. Ko je opravljena vorganih selekcija jih cca. 5% zapusti primarne limfatične organe in odpotuje v sekundarne limfatičneorgane. Ti so predvsem mesta za filtracijo, tu se zadrži antigen. V sekundarnih limfatičnih organihcelice T in B pridejo v stik z antigenom. Antigen jih spodbudi k nadalnjemu razvoju. Med sekundarnelimfatične organe spadajo: bezgavke, vranica (bela pulpa), jetra, tonsillae, appendix.Celice se tu diferencirajo:celična imunost Thumoralna imunost BLimfociti nato potujejo v sekundarne limfatične organe. Pridejo v stik z Ag. Poteče dodatna diferenciacijain razvoj limfocitov, celiˇcna imunost, za katero so osnova celice T in humoralna imunost,kateri so osnova celice B.Limfatični organi pri ptičih:thymusB. fabriciikostni mozeg7.2.2.1 BezgavkeBezgavke so razporejene po celotnem telesu in so tako blizu vdorov antigenov, razporejene so nastrateških mestih v telesu. V bezgavki ločimo:kapsuloskorjo ali cortex (tu so tudi primarni folikli)parakorteks (tu so predvsem celice T)(med obema so še makrofagi in dendritične celice, pri infekciji v primarnih foliklih nastanejo germinativnicentri in nato iz primarnih nastanejo sekundarni folikli)sredica53

¢¢¢7 Imunologija7.2.2.2 Razdelitev obrambnih mehanizmov1. RAZPOZNAVNI SISTEM; obramba je razporejena tako, da loči lastno od tujega. V ta namen sose razvili posebni receptorji (za opsonine, FC del protitelesa, za opsonin C3b, ...). Ta sistemdeluje nenatančno nedoločno prepoznavanje in ločevanje tujega (non self) in lastnega (self)pri fagocitozi. Nezgrešljivo natančno prepoznavanje določenega mikroba, določene kemijskestrukture med tisoči drugih specifičnosti.2. OSREDNJI SKLOP MEHANIZMOV; sem spadajo sistemi za ubijanje in odstranjevanje. Usmerjenje predvsem proti bakterijam, glivam, tudi virusom. Na drugi strani je zunajcelično ubijanje -naravne ubijalke, ubijalske lastnosti celic T. Fagocitoza je tako namenjena organizmu lastnimorganizmom, zunanja pa za tuje organizme.3. SISTEMI RAZVEZE; večina obrambnih celic deluje pod vplivom snovi iz drugih celic. Te snoviobrambnim celicam dajo informacijo, kdaj naj se delijo in kdaj ne, kdaj naj se premaknejo nadrugo mesto, kako naj se preoblikujejo in kaj izločajo. Imunski sistem je izjemno povezan,podobno kot hormonski. Povezujejo ga snovi po imenu citokini. TNF citokin (tumor necrosisfactor), ta uničuje določene tumorske celice pri miškah. Počasi se uveljavlja poimenovanjeinterlevkini - snov, ki deluje med levkociti označimo ga z oznako Il-X (kjer je X zaporednaštevilka).7.3 Mehanizmi humoralne imunosti7.3.1 AntigeniAg je vsaka snov, ki v organizmu vzpodbudi imunski odgovor. To je vzpodbuda imunskega odgovora,ki je lahko močan ali šibak. Tako lahko potem ločimo močne in šibke Ag.Poglavitne lastnosti dobrega Ag so:velika molekularna masačim večja kemijska zapletenosttujost (foreigness)Ad. 1.)Lahke molekule delimo pod 1000 daltonov molekularne mase in te niso imunogene. Molekule zmolekulsko maso 2-6000 sprožijo odgovor ali pa tudi ne, pri molekulski masi 10000 se začenjajo t.i.dobri Ag.Pojem imunogenost je lastnost spodbuditi imunski odgovor. Snovi, ki tak odgovor vzpodbudijoso imunogeni.Pri antigenosti nimajo vsi antigeni lastnosti vzpodbuditi imunski odziv. Pri tem jih omejujemolekulska masa.Hapten je drobna Ag. molekula, ki sama ni sposobna spodbuditi imunskega odgovora, lahko pa gavzpodbudi z večjo molekulo t.i. nosilcem. Produkti tega imunskega odgovora so usmerjeni v hapten.Hapten se nato veže na produkt imunskega odgovora, ki ga je sprožil z vezavo na nosilec. Nosilcedodajamo, važno je, da drobno molekulo vežejo in da cel kompleks vbrizgamo kot vakcino in dobimoimunski odgovor.54

¢¢7.3 Mehanizmi humoralne imunostiImunogenost; spodbujanje imunskega odgovora, vsi antigeni pa niso imunogeni (hapten ni). Vsipa imajo lastnost, da se vežejo s produkti imunskega odgovora, ki so ga povzročili z vezavo na nosilec.Adjuvansi so kemijske snovi, ki pomagajo pri spodbujanju imunskega odgovora v vakcinalnimikrobiologiji.Ad. 2.)Čim bolj je neka snov kemijsko zapletena, tem boljši antigen je. Celotna molekula nikakor niimunogena. Imunski odgovor spodbuja le droben delec te velike strukture. Gre za zaporedje 4-6 Ak.Ta del imenujemo antigenska determinanta ali epitop. Velika beljakovinska molekula ima številneepitope in imunski odziv organizma se obrne proti vsem tem epitopom. Kakovost imunskega odgovoraje torej heterogena. Ag. mora imeti torej vsaj 2 Ag. determinanti za zadosten odgovor. Najboljši Ag.so beljakovine. Dobri Ag. so tudi nekateri polisaharidi, glikoproteini, glikolipid, tudi nukleinskekisline, ter tudi številne druge snovi.Ad. 3.)Tujost - imunski sistem se med ontogenetskim razvojem nauči razlikovati med self in non selfsnovmi. Ko se limfociti v primarnih limfatičnih organih dokončno preoblikujejo organizem ubije vsetiste celice, ki bi se lahko obrnile proti lastnem organizmu - apoptoza oz. programirana celična smrt.Ostanejo le limfociti usmerjeni proti tujim Ag. Če imamo kunčji krvni serum in ga vbrizgmo kuncu,ga kunčji organizem ne prepozna kot organizmu tujo snov. Če pa ga vbrizgamo v budro je to za budrotujo snov in odgovori nanj z imunskim odgovorom. Snov je toliko bolj tuja kolikor dlje je določeniorgnizem oddaljen od našega na filogenetski lestvici.7.3.1.1 Teorija prepovedanih klonov 5 :Klon je skupina povsem enakih celic, ki izvirjo iz iste materinske celice.Najprej se limfociti srečajo z lastnimi antigeni, in nekateri se z svojem organizmu lastnimi Ag.tudi vežejo. Potemtakem so nevarni snovem lastnega orgnizma. Ti nezreli limfociti z receptorji zadomače gene nato programirano umrejo. Ostanejo le limfociti, ki nosijo receptorje usmerjene v tujegene. Vse t.i. prepovedane klone organizem uniči.7.3.2 ProtitelesaSem sodijo gama globulini ali imunoglobulini - Ig. Sestavljeni so iz dveh težkih in dveh lahkih verigi.Osnovna struktura je oblika črke Y. To je monomerna struktura. Posamezne monomerne strukture sepri različnih protitelesih povezujejo v različne kombinacije, predvem v dimere in pentamere. Tako prilahkih, kot pri težkih verigah ločimo dva dela:stalni ali konstantni del, ki se ne spreminja označen z C, sem spada konstantni del težkih inlahkih verigspremenljivi ali variabilni deli, sem spada varabilni del lahke in težke verige. Ti so odvisni odantigena.Verige so med seboj in znotraj sebe povezane s t.i. S mostovi - disulfidnimi mostovi. Če na protitelesadelujemo s proteolitičnimi encimi jih ti razbijejo. Saj so protitelesa beljakovine. Če cepimo osnovnostrukturo protitelesa s papainom dobimo dva fragmenta: Fab - ta veže antigen, Fc - ima druge naloge.Posebno mesto pri vilicah, ki je gibljivo in se imenuje hinge region. Na Fc fragmentu imamo t.i. C5 gr. klon = vejica, popek55

7 Imunologijaterminal. Na Fab fragmentu pa imamo N terminal. Težko verigo označujemo z H - heavy in lahkoverigo z L - light. Pri protitelesih sodelujejo 4 vrste genov:Glede na tip težke verige ločimo tip; gamma, mi, alfa, eta, sigma, ločimo 5 razredov protiteles insicer IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Zaporedje je glede na pomen in na količino. Imamo pa samo dva tipalahkih verig: tip kappa in tip lambda.7.3.2.1 Teorije o nastanku protiteles1. Teorija stranskih verig: Limfociti = imunsko kompetentne celice = imajo na površini na tisočereceptorjev. Ti receptorji imajo raznoliko kemijsko zgradbo. Ko v organizem vdre Ag, kateregakemijska zgradba je komplementarna zgradbi enega od receptorjev, pride do vezave. Ko nastanepovezan kompleks se limfocit poškoduje. Posledica te poškodbe je izločanje protiteles istespecifičnosti, kot je bil receptor s katerim se je povezal Ag. Vendar pa je nemogoče, da bi bilina tako majhni celici limfocita vsi receptorji za vse Ag, ki so okrog nas.2. Instrukcijska teorija: Ko Ag prodre v organizem se sreča z limfociti. V stiku z njegovimgenomom, spodbudi izločanje specifičnih protiteles. Vendar to bi pomenilo tvorbe protitelsesšele ob vdoru v limfocit - prepozno.3. Klonska - selekcijska teorija: Imunski sistem obsega ogromno število klonov limfocitov.Posamezni kloni nosijo specifične receptorje. Ko vdre v organizem Ag, spodbudi zgolj tistelimfocite, ki nosijo zanj komplementarne receptorje. Vsi drugi limfociti ne reagirajo. Ko pridedo povezave antigenske determinante - epitopa s komplementi receptorjev spodbudi nadalnjirazvoj limfocita. Gre za ekspanzijo klona = enormna namnožitev in preoblikovanje (celic B). Popreobrazbi in po klonski ekspanziji celic z ustreznim receptorjem, se začno izločati specifičnaprotitelesa. Limfociti B gredo v plazmatke, te izločajo protitelesa. Del na receptorju in del naFab je paratop, komplementaren epitopu. Torej v organizem vdre Ag A najde receptor (npr.klon št. 10), pride do ekspanzije celic klona 10 - plazmatke in nastanek specifičnih efektorskihcelic T.7.3.2.2 Razdelitev protiteles1) IgG:V telesu jih je največ. So monomerne oblike, majhne molekule. Ker so zelo majhni so primerni zanatančne naloge = nevtralizacijska protitelesa - onemogočajo, nevtralizirajo delovanje strupov. Nevtraliziranitoksini ne poškodujejo celic. IgG so odlični opsonini. Makrofagi imajo receptorje za Fc, kiujame Fc fragment na fagocitu = adherenca in t.i. imunska fagocitoza, ki nikoli ne odpove. Pri ljudehIgG pomenijo znotrajmaternično zaščito plodu. Pasirajo skozi placento in prodro v novorojenca.2) IgM:Makroglobulini. So velike molekule, sestavljene iz 5 monomernih molekul povezanih z S vezmi.Imajo veliko število prijemališč za antigen (do 10). Značilnosti: IgM se izločajo prvi = primarniprotitelesni odgovor. So odlična litična telesa, spodbujajo cepljenje beljakovin. Komplementarnegasistema C1 = luknje v steni celic. V naravi je taka situacija zelo redka. IgM so pentamere, zato takolizo omogočajo. Uporabljamo jih v laboratoriju za aglutinacijo.3) IgA:56

7.3 Mehanizmi humoralne imunostiLahko so v monomerni obliki, pogosteje pa so v obliki dimera. Vmes je J veriga, ki povezuje obemolekuli. Pomembna je tudi sekretorna veriga - dobijo jo v epitelni celici. Delujejo na sluznicah,prebijejo se skozi sluznični epitelij in ostanejo v sluzi.Naloga: preprečevanje adhezije, so torej prva zaščita sluznic. Pomembni so v prebavilih = centriza IgA sisteme so v limfatičnem tkivu črevesja. Tu so plazmatke proti Ag, ki jih pojemo. IgA seizločajo tudi v cholostrumu.4) IgE:Varujejo pred črevesnimi zajedalci. Udeležena so tudi pri alergijah. Pri teh reakcijah sodelujejoIgE. Potek za Anafilaktiˇcno reakcijo:V organizem vdre Ag, imunski sistem občutlljive osebe izloča preveč IgE (pri zdravih sami v sledovih).Ag. prepoznajo receptorji na =¤ limfocitih =¤ kloni =¤ plazmatka IgE oz. senzibilizirajoˇcaprotitelesa. IgE se z Fc fragmentom vežejo na domače celice, Fab fragment pa štrli v =¤ prostor nimaše posledic. Če ni več Ag. se protitelesa počasi odplavijo. Če kmalu za prvim vdorom sledi še drugivdor istega Ag se Fab fragment nanj veže. Nastanejo imunski kompleksi, ki poškodujejo granulocit.V tkivo stečejo strupi iz zrnc granulocita. To so vazoaktivni amini = histamini...Posledica: krčenje gladkega mišičja, delovanje na endotelij in majhne žile = solzenje, kašljanje,dušenje, ...Celica B se aktivira tudi, če se paratop in epitop ne skladata povsem. Posledica tega je manjša afinitetaprotiteles. Specifičnost torej mora biti, vendar ne vedno popolna. Receptor na celici B je protitelo into navadno iz razreda D in M. Gre za enako zgradbo in za isto specifičnost. Paratopi na receptorjih soenaki paratopom protiteles, ki jih preobražena celica B začne izločati po določenem času. Govorimo opovršinsih protitelesih ali sIg. Ta protitelesa z Fab fragmentom štrlijo v prostor in prestrezajo Ag. Fcso vsidrana v membrano limfocita. Celice B prepoznajo antigen v nespremenjenem, naravnem stanju.7.3.2.3 Klonalni razvoj plazmatkKo pride B v stik z Ag se začne drugi del razvoja limfocita.1. del: pozitivna in negativna selekcija. So so na koncu zrele a še ne uporabljene. Ko pride Ag sezačne drugi del.2. del: nenaden izbruh razmnoževanje ob enem pa tudi preoblikovanje iz celice B v plazmatko.Prva delitev celice B je 10 ur po kontaktu z Ag. Celice se močno razmnožijo že v 5 dneh. Jedro sev celici začne krčiti, drugi dan več ribosomov, tretji dan povečanje GER in prva posamezna protitelesa.Četrti dan je jedro skrčeno GER-a je veliko (za celice, ki sintetizirajo beljakovine). Peti dan celica žeizloča ogromno protiteles = nastala je zrela plazmatka.Za imunski odgovor je potreben tudi spomin.LATENTNA FAZA: od 5-14 dni. Na zunaj se v organizmu ne opazi nič.FAZA NARAŠČANJA: 4-90 dni. Tvorba ogromnega št. protiteles.FAZA UPADANJA: več mesecev, let.Celica B pride v stik z Ag, začne se razmnoževanje klona, ki teče dvotirno. Po eni strni gremodo celic plazmatk, ki izločajo protitelesa. Po drugi strani pa razvoj ne gre do konca ampak se ustavina stopnji spominskih celic. (celice B naj nebi dobile dovolj spodbude, da bi nastale plazmatke). Vorganizmu ostanejo še leta za tem.57

¢¢7 ImunologijaČe v organizem vdre enak Ag govorimo o sekundarnem protitelesnem odgovoru. Ag naleti naspominske celice primarnega odgovora in te reagirajo takoj, ni več latentne faze. Odgovor je tudi do100x močnejši, kot primarni. Na tem bazira vakcinacija. S poživilnimi odmerki (BOOSTER DOZA)mi enormno povečamo moč in učinkovitost vakcine. Če pride v telo nek drug Ag., gre zopet vse odzačetka.Pomembne molekule pri primarnem odzivu: IgMPomembne molekule pri sekundarnem odzivu: IgGVakcinacija: umetna spodbuda organizma k obrambi. Gre za aktivno imunost, organizem sam izgradiobrambo, sam sintetizira protitelesa.Imunost je lahko pridobljena tudi pasivno, to je takrat, ko dobimo že narejena protitelesa naravnostv žilo = serumizacija npr; cepljenje proti tetanusu ob poškodbah ima tako vpliv vakcinacije inserumizacije = zaščita takoj, protitelesa nato izginejo pride vpliv vakcinacije.Serumizacija je pasivna imunost. Pasivno imunost potrebujejo tudi dojenčki, ker še nimajo izgrajenegaimunskega sistema. Zato v prvih dneh potrebujejo protitelesno zaščito, ki jo dobijo od matere.Potek: mati ima v zalogi različna protitelesa. Poporodna zaščita je pri ljudeh in živalih precejrazlična. Placenta je pri ljudeh prehodna, IgG matere prehajajo skozi placento in zaščitijo novorojenčka.Osnovna zaščita pri ljudeh in kuncih je torej diaplacentarna. Ko dojenček pije mleko prinekaterih vrstah s cholostrumom popije še IgA, IgG in IgM. Ta protitelesa so za lokalno zaščito, se neresorbirajo.podgane, miši, psi imajo mešano zaščito. Nekaj je diaplacentarne nekaj IgG se tudi resorbira.Resorpcija je zmerna in selektivna samo IgG.prežvekovalciin konji imajo epitelohorialno placento, zato imunost ne gre skozi. Pri konju inprašiču se resorbira močno skupina IgG manj IgM, nič pa IgA. Pri prežvekovalcih pa se vsaimunost prenese z mlekom v prvih 24 urah. Resorpcija je neselektivna. Gredo vsa protitelesa.Nosilci humoralne imunosti so limfociti B.7.3.3 Celična imunost7.3.3.1 Limfociti TLimfociti T ne izločajo protiteles ampak številne snovi - LIMFOKINE, ki uravnavajo imunski odgovor.Osrednja celica sistema je celica T-pomagalka. Njena Ag. formula je CD4.Najpomembnejša naloga: prepoznavanje Ag, da se ob tem senzibilizira, da izloča snovi, pri katerihso pomembne tiste s katerimi pomaga celicam B, da se namnožijo in preobrazijo, ter izločajoprotitelesa. Poleg te naloge ima še številne druge.7.3.3.2 T-citotoksične celice (TC)To so celice T-ubijalke. Imajo Ag. formulo CD8. Pozitivna in negativna selekcija celic T se dogajav thymus-u. Približno 5% zrelih celic gre vsak dan iz thymus-a, ostalih 95% ni v rabi in počasiodmrejo. Receptorji na celicah T so različni in specifični. Sledi razvoj in razmnoževanje reaktivnihcelic T podobno kot pri B. Za visoko razvite sesalske organizme niso dovolj samo obrambni sistemi.Neki mikrobi, zlasti tisti, ki se skrijejo v celico, pridejo mimo protiteles (npr. Bacil TBC, virusi). Zatake primere se je izoblikovala celična imunost, katere nosilec so Tc.Naloga: ubijanje tarčnih celic, ki so treh vrst:58

7.3 Mehanizmi humoralne imunosti1. Z virusi okužene celice; virusi po namnožitvi v celici prodirjo skozi membrano celice gostiteljice- brstenje. Pri drugih vrstah en del virusnih Ag nabira na domačih celicah in tako celicoubije. Virusu odvzame možnost razmnoževanja.2. Tumorsko spremenjene domače celice. Če kje kaj ”škripne” pride do raka3. Celice presadka - transplantata. Npr: presajanje organov. Celice lahko zavrnejo presadek.Potek: obe celici se tesno stakneta za najmanj 2 min. V tem času se granule koncentrirajo ob steni, kije pritisnjena ob tarčno celico. Sledi smrtni udarec - degranulacija. Nastanek odprtine v tarčni celici,ki povzroči ozmotsko neravnovesje in pride do lize tarčne celice. Citotoksična celica ostane povsemnepoškodovana.Primer: Pnevmokok. Makrofag fagocitira paličaste bakterije. Pnevmokokom ne more nič, ker niadherence.Pnevmokoki pridejo v stik s celicami B. Kapsula vsebuje snovi, ki se zelo dobri antigeni s številnimiepitopi. Najde se ustrezen klon celic B - klon, ki ima receptorje komplementarne z antigensko determinantona kapsuli. Fab fragment veže Ag, Fc je vsidran v membrani limfocita.Celice klona se začno množiti, celice B gredo v plazmatke. Po 7 dneh se začno izločati protitelesa- enake specifičnosti kot Ag na celici B. Protitelesa se lepijo na kapsulo pnevmokokov - sproži seklasični potek aktivacije komplementarnega sistema. C se aktivira in cepi C§ in C , da nastaneStreptococus pneumoniae.Kapsula je dejavnik patogenosti (adherenca ni učinkovita in se ne =¤ posreči) pnevmokoki seizognejo fagocitozi. Pridejo v stik z imunskim =¤ sistemom limfociti B. Kapsula vsebuje snovi, ki sozelo dobri Ag s številnimi epitopi. Najde se ustrezen klon celic B, ki nosi receptorje, komplementarnez Ag determinanto na kapsuli. Receptorji prepoznajo Ag determinante na kapsuli. Zgradba receptorjevna limfocitih B je enaka zgradbi protiteles - Y oblika - Fc fragment je vsidran v membranolimfocita, Fab fragment veže Ag. Celice klona se hitro razmnožujejo, preoblikujejo se v plazmatke.Pri pnevmokokih traja ta faza 7 dni. Po tem času se protitelesa zlepljajo na kapsulo pnevmokoka- v parih & (drug & poleg =¤ ) sproži se klasični način aktivacije komplementnega -¤ sistema aktivacijaC -¤ C§ , C =¤ skupek, encim C§ B a =¤ cepi osrednjo beljakovino sistema C¨ na dva dela,zelo pomemben C¨ je B fragment, ki deluje kot =¤ opsonin protitelesa in opsonini na pnevmokoku.Fagocit ima receptorje za Fc fragmente Y in tudi C¨ za B opsonine. Povezava - adherenca je sedaj zelo=¤ močna fagocitoza se lahko začne. Fagociti takoj požro vse pnevmokoke in bolezensko stanje sedobesedno čez noč popravi (vendar šele po 7 dneh).Podobno je pri rdečici T 41 = C, žival težko diha, ima značilen izpuščaj po trebuhu - rdeči alibrezbarvni - vsi pa so trapezoidaste oblike velikosti nohta. Aplicira se antibiotik in serum proti rdečiciz že narejenimi protitelesi - pasivna imunizacija -¤ živali čez noč se živali pozdravijo.Pri celicah B je prepoznavanje Ag -¤ enostavno molekula Ag je enaka kot molekula =¤protitelesaiste specifičnosti (epitop je komplementaren paratopu). Govorimo o t.i. sIg o površinskih Ig, ki Agprepoznavajo v nespremenjenem, naravnem stanju (čvrste, trdne ali tekoče Ag).Drugače pa je pri celicah T. Te ne prepoznavajo t.i. naravnih Ag. Zelo pomembni so pri tem=¤ fagociti povezava med naravno in imunsko obrambo 20% Ag, ki ga požre makrofag, se na posebennačin predela (v glavnem denaturacija beljakovin). Ta predelan Ag odrine na svojo membrano in gaponudi v prepoznavo celicam -¤ T prezentacija Ag. To še ne zadostuje. Predelam Ag makrofagponudi v prepoznavo s posebnimi beljakovinskimi molekulami, ki jih imenujemo molekule tkivneskladnosti oz. histokompatibilnosti.Glede na histokompatibilnost ločimo dve glavni skupini Ag. v organizmu:59

¢¢¢¢7 Imunologijatkivni Ag, ki so vrstno specifični. Npr. pri kuncu, =¤ človekuvseh posameznikih iste vrste enaki.tkivni Ag. jeter, ledvice. So prihistokompatibilnostni Ag oz. Ag tkivne skladnosti, ki so pri vsakem osebku drugačni. Zagotavljajoogromno raznolikost med osebki iste vrste. Pri vsakem so drugačni. Po njih ločimo osebekod =¤ osebka zagotavljajo individualnost vsakega osebka. Molekule teh Ag so dveh vrst:1. MHC I2. MHC IILokuse, ki jih kodirajo imenujemo poglavitni histokompatibilnostni kompleks - MHC oz. PHC.Makrofag spada med Ag prezentirajoče molekule (APC). Obenem s predelavo Ag teče sintezamolekul MHC. Makrofag poveže predelan Ag in MHC molekulo. Na membrani ponudi ta kompleks vprepoznavo T-celici pomagalki. Ta ima posebej prirejen receptor za Ag (predelan skupaj v kombinacijiz MHC II molekulami). Receptor je iz ')(* verige , ter sladkorja (mora prepoznati Ag-MHC IIkompleks). T-helper celica ne prepozna Ag v naravnem -¤ stanju! vedeti mora, da ji predelan Agponuja domač makrofag =¤ (MHC!) DVOJNO PREPOZNAVANJE je značilnost celic T (poleg Ag šemolekulo lastnega MHC kompleksa).Molekule MHC II nosijo v glavnem same celice, ki predelijejo in prezentirajo =¤ Ag APC (glavnacelica je makrofag). Vse druge celice organizma pa nosijo molekulo MHC I. Te pa prepoznavajo T-citotoksične =¤ celice T-ubijalke (CD8). Ubijajo celico tarčo (z virusom okuženo, rakavi ali celicopresadka). Primer: z virusom okužena =¤ celica virusni AG + MHC I, T-killer celica ima zapletenreceptor za omenjeno -¤kombinacijo DVOJNO PREPOZNAVANJE na podoben a ne povsem enak načinkot prej.POVZETEK:1. Fagocitoza: (prva obrambna črta organizma =¤ naravna obramba) - fagocitov je v krvi in tkivuogromno. Brez fagocitoze v nekaj dneh umremo. Ni pa vseobsegajoča in popolna, pogostopatogeni mikrobi pobegnejo - potrebni so dodatni mehanizmi = imunost - lastnost višje razvitihorganizmov.2. Ag, ki pobegne se sreča s celicami =¤ B naravni Ag so prepoznani z receptorji za -¤ Agv smislu klonske selekcijske teorije. Ag. fagocitirajo APC = npr. =¤ makrofagi pojavijose na površini celice z MHC. Celica T-helper (CD4) ima za kompleks prirejen receptor. Tcelica zahteva pri tem še sila učinkovit =¤ limfokin interlevkin 1 (nudi ga makrofag). T celicapomagavka postane s prepoznavo osrednja celica -¤ sistema izloča interlevkin 2 (Il-2). Tadeluje nazaj na celico, ki ga izloča in jo spodbuja, da deluje še na številne druge celice v okolici,povzroči buren razvoj T-helper celic. Osrednja celica sistema izloča številne interlevkine 3, 4,5, =¤ 6 pomembni za razvoj limfocitov B (zato pomagalka):B - cell growth factor (Il 4)B - cell differentiation factor (Il 5)Ti celicam B pomagajo, da se začne razmnoževati (ekspanzija klona) in preobražati v plazmatko. Tepo določenem času izločajo specifična protitelesa iste specifičnosti, kot so receptorji za Ag na celiciB. Protitelesa se prilepljajo na Ag - kot oznaka za ubitje. Nastane pa tudi velika količina spominskihcelic.60

7.3 Mehanizmi humoralne imunostiOb prepoznavi =¤ vdora hitrejši odziv.Aktivirana T-helper celica se tudi razmnožuje in diferencira. Z Il-2 celice pomagalke delujejona cititoksične T celice (CD8 celice) in jih spodbujajo. Ta prepozna Ag na domači (MHC I) npr. zvirusom okuženi celici. Prepozna, -¤ deluje ubije celice tarče. V rezervi ostane tudi velika količinaspominskih T-citotoksičnih =¤ clic obramba organizma.61

7 Imunologija62

Literatura[1] Predavanja Jože Jurca - Mikrobiologija, Veterinarska fakulteta Univerza v Ljubljani, 1999/2000[2] Skripta: Jože Jurca; Splošna mikrobiologija63